Brevet FR2585694A1 — publié le 19870206

La présente invention concerne un agent conservateur pour l'eau potable et en particulier un conservateur pour l'eau du robinet ayant un effet bactériostatique et rendant l'eau du robinet faiblement alcaline lorsqu'il est plongé dans l'eau du robinet, en produisant une excellente qualité d'eau minérale à partir de l'eau du robinet. Dans ces dernières années, les sources d'alimentation en eau ont été contaminées par divers agents chimiques, bactéries et autres micro-organismes etc. Afin d'éviter cette contamination, on utilise de grandes quantités de chlore dans la purification de l'eau. Cependant, le chlore a une forte odeur et peut réagir chimiquement avec des traces de composés organiques contenues dans l'eau en donnant des produits toxiques et altérer le goût de l'eau potable. Donc, on utilise ordinairement le charbon (de bois) actif comme filtre pour éliminer le chlore résiduel et les produits toxiques de l'eau du robinet pour donner une eau potable ayant bon goût. Cependant, l'eau du robinet qui est déchlorée par le charbon actif n'a plus de pouvoir stérilisant et devient contaminée lorsqu'elle est retenue dans le filtre parce que les bactéries présentes dans l'eau prolifèrent brusquement en utilisant comme sources d'aliments des traces de constituants organiques absorbées dans le charbon actif. La présente invention a pour objet un nouvel agent conservateur pour l'eau potable qui est composé de pierre de corail sablonneuses ou de sable de corail,argenté avec environ 0,01 à environ 5 % en poids d'argent. De préférence, on chauffe la pierre de corail sablonneuse ou le sable de corail pour l'activer dans un gaz inerte tel qu'argon ou azote avant l'argenture. En outre, l'argenture est effectuée de préférence par pulvérisation cathodique. La demanderesse a effectué diverses expériences et trouvé que le corail, à savoir la pierre de corail sablonneuse ou le sable de corail (ci-après dénommés sable de corail) est un agent conservateur de L'eau extrêmement efficace qui pourrait être substitué au charbon actif. La présente invention utiLise du sable de corail qui est préparé par broyage de corallite et contient environ 96 X en poids de carbonate de calcium comme ingrédient principaL, du phosphate de calcium comme ingrédient secondaire et des métaux Lourds comme constituants à l'état de traces. En outre, on chauffe le sable de coraiL en atmosphère inerte pour L'activer et il y acquiert un grand nombre de pores de très petit diamètre. Les pores donnent au sabLe de coraiL une surface spécifique très grande, aussi importante que ceLLe du charbon actif. Donc, le sable de corail ayant ces pores a tendance à être argenté davantage que d'autres matières. L'observation microscopique a montré que les pores s'étendent d'un côté à L'autre du sable de corail tout à fait comme s'ils étaient des trous s'étendant Longitudinalement dans une racine de lotus, ce qui donne un sable de corail ayant une grande surface spécifique et une peméabilité à L'eau élevée. L'agent conservateur de la présente invention comprend ce sable de corail qui est la caractéristique de La présente invention. En effectuant diverses expériences, on a trouvé que la quantité d'argent à déposer sur le sable de coraiL est de préférence d'environ 0,01 à environ 5 X en poids, par rapport au poids total du sable de corail argenté. Plus particulièrement, un sable de corail argenté contenant moins de 0,01 X en poids d'argent a un effet stérilisant inadéquat tandis que plus de 5 % en poids d'argent ne donne pas d'augmentation supplémentaire de L'effet stériLisant et cette teneur plus éLevée n'est pLus rentable. Lorsque l'on incorpore dans L'eau un sable de coraiL argenté ayant une teneur en argent d'environ 0,01 à environ 5 X en poids, une partie de L'argent est libérée dans L'eau et la concentration des ions argent dans l'eau est comprise entre environ 20 et 50.10#12 (ppb). Cependant, des expériences ont montré que cette concentration ne dépasse pas 50.10-12. Des expériences ont égaLement confirmé que ces traces d'ions argent sont inoffensives pour L'homme. Le sable de corail argenté contenant du carbonate de calcium comme ingrédient principal réagit chimiquement avec le chlore résiduel de l'eau du robinet comme indiqué par l'équation suivante Comme on peut le voir d'après l'équation, le carbonate de calcium dans le sable de corail argenté neutralise les radicaux acides (H30+) libérés dans l'eau du robinet pendant la stérilisation par le chlore, de sorte qu'il y a production d'ions bicarbonate (HC03 ) et d'ions chlorure (Cl ) dans L'eau du robinet. Donc, l'eau du robinet contenant du chlore et qui par conséquent sent et est acidifiée, est neutralisée et désodorisée en devenant faiblement alcaline et également stérilisée par l'oxygène naissant, et les ions Ca2+ et d'autres ions tels que les ions magnésium et potassium libérés du sable de corail argenté font de l'eau du robinet une eau minéralisée ayant bon goût. Le sable de corail argenté a un effet stérilisant lorsqu'il est incorporé dans l'eau pendant une longue durée, par exemple 6 mois ou plus. En outre, on ne décèle pas d'ions nitrate dans l'eau dans laquelle on imprègne le sable de corail argenté selon la présente invention. Le sable de corail argenté selon l'invention conserve son excellent pouvoir stérilisant, mais ne nuit pas à la qualité de l'eau,meme lorsque l'on conserve pendant une longue durée l'eau dans laquelle on imprègne le sable de corail argenté. Par exemple, on a stocké pendant 1 an l'eau dans laquelle était plongé le sable de corail argenté et on a comparé la qualité de l'eau avec la norme pour l'eau selon la loi japonaise. Les résultats sont indiqués dans le tableau I suivant. Tableau 1 Test Norme Résultats Azote d'acide nitrique et d'acide nitreux Ions chlore Substances organiques (consommation de Bactéries en général Tableau 1 (suite) Test Norme Résultats E. coli indécelable non décelé Fer Calcium, magnésium, etc. (dureté) Odeur non agressive pas d'odeur Goût non agressif pas de goût Chrominance Turbidité Chlore résiduel - 0,1 On décrit ci-après un procédé pour préparer un agent conservateur selon La présente invention. Le procédé comprend les étapes suivantes. étape 1 On broie du sable de corail à 0,177-0,84 mm de dimension de particules (20-80 mesh), de préférence 0,297-0,42 mm (40-50 mesh),et on le débarrasse sensiblement du chlore par lavage à L'eau. On chauffe ensuite Le sable de corail à 200-400 C, de préférence environ 3500C,pendant environ 2 à 4 h dans un gaz inerte tel qu'argon ou azote sous une pression réduite de 955 - 996 mbar. Ceci élimine du sable de corail Les ions chlore résiduels et active le sable. EtaDe 2 : Après la fin de L'étape ci-dessus, on lave à fond le sable de corail activé à l'eau courante pour le débarrasser des ions nitrate. Ce lavage doit avoir une durée de 24 h, car un court lavage, par exemple durant seulement 3 h, est insuffisant pour éliminer presque totalement les ions nitrate. En outre, un Lavage rapide peut conduire à déceler une concentration très élevée d'ions nitrate, non conforme aux normes légales concernant L'eau. étape 3 : Après lavage à L'eau, Le sable de corail activé est argenté de La manière suivante. On plonge d'abord le sable de corail dans une solution aqueuse d'argent ammoniacal obtenue par mélange de nitrate d'argent et d'ammoniaque sous une pression réduite de 955 - 996 mbar et en maintenant la température de la solution à environ 20-400C pendant environ 1 h. On ajoute ensuite à la solution une trace d'un agent réducteur tel que glucose, sel de Rochelle ou formaldéhyde. Après addition de l'agent réducteur, on laisse reposer le sable de corail ainsi imprégné à la température ambiante pendant environ 10 à 20 h, pendant lesquelles la surface du sable de corail vire au noir, ce qui indique la formation d'argent métallique sur le sable de corail et la fin de l'argenture. Stade 4 : Après l'argenture, on calcine le sable de corail à une température de 200 à 4000C sous une pression réduite d'environ 955 à 996 mbar pour sécher le sable de corail argenté par évaporation de l'eau qu'il contient. EtaDe 5 On lave à fond par l'eau le sable de corail argenté. IL est préférable de laver par L'eau le sable de corail argenté pendant au moins 24 h. étape 6 Enfin, on place le sable de corail argenté lavé dans une chambre de séchage dans laquelle la température est maintenue à environ 50-80 C pendant environ 4 h pour le sécher. Le sable de corail argenté obtenu par le procédé mentionné ci-dessus contient 0,01 à 5 % en poids d'argent. Selon le procédé ci-dessus, le sable de corail peut être facilement argenté avec la quantité souhaitée d'argent. Cependant, pendant L'argenture (étape 3), les ions nitrate (N03-) peuvent aussi se fixer au sable de corail, ce qui peut conduire à une quantité d'ions N03 dépassant la norme légale pour l'eau potable, lorsque l'on essaye le sable de corail qui est argenté par le procédé ci-dessus. Pour éviter ce problème, le procédé ci-dessus comprend un traitement d'élimination des ions nitrate après l'argenture. L'addition de ce traitement, cependant, peut rendre L'argenture (étape 3) plus complexe et plus longue à mettre en oeuvre. En vue de simplifier le processus d'argenture, on peut utiliser la pulvérisation cathodique au lieu de l'étape 3 d'argenture mentionnée ci-dessus. Dans une étape d'argenture utilisant La pulvérisation cathodique, l'argent placé sur la cathode est pulvérise sur la surface poreuse du sable de corail disposé à l'anode. La pulvérisation cathodique peut être effectuée de manière classique. La pulvérisation cathodique est mise en oeuvre à une vitesse d'adsorption de 40 nm/min dans une atmosphère d'argon sous une pression de 1,346.10 3 mbar pendant environ 1 h au moyen d'une méthode au plasma à basse température. Ce procédé ne comprend pas un lavage à l'eau et un traitement de réduction qui sont essentiels à l'étape 3 mentionnée ci-dessus et il n'y a pas d'ions nitrate (NO3#) dans L'eau traitée par l'agent conservateur qui est préparé par ce procédé. Donc, selon la présente invention, en utilisant la pulvérisation cathodique pour L'argenture, il est possible de réduire le coût de fabrication tout en produisant un excellent effet protecteur. L'exemple suivant illustre L'invention plus en détail sans toutefois en limiter la portée. Exemple On place 1 kg de sable de corail broyé en grains de 0,177-0,84 mm dans la chambre cylindrique d'un appareil de pulvérisation cathodique. La chambre a un diamètre intérieur de 20 cm et une hauteur de 60 cm. On fait tourner la chambre à 10 trimin pendant environ 1 h et on en évacue l'air au moyen d'une pompe à vide pour y produire le vide. On remplit ensuite la chambre d'argon sous 1,346.10 3 mbar. En utilisant la méthode au plasma à basse température, on soumet le sable de corail dans la chambre à la pulverisation cathodique pendant environ 1 h pour y déposer de l'argent à une vitesse d'adsorption de 40 nm/min. Le sable de corail argenté résultant contient 1 % en poids d'argent. On place environ 150 g du sable de corail argenté dans un cylindre de 4,5 cm de diamètre intérieur et 90 cm de long, à travers lequel on fait passer de l'eau du robinet à un débit de 2 I/min. La qualité de l'eau que l'on a fait passer dans le cylindre est indiquée dans le tableau Il ci-après. Tableau Il Test eau non traitée eau traitée Chlore résiduel (mg/l) 0,5 0,0 pH 6,7 7,4 Bactéries O/ml O/ml Argent ( > g/m3) non décelé 45 On laisse ensuite reposer le cylindre contenant le sable de corail argenté pendant 2 jours sans y faire passer l'eau du robinet. Ensuite, on fait à nouveau passer de l'eau du robinet à travers le cylindre. L'eau du robinet qui a passé dans le cylindre, et qui est donc traitée par le sable de corail, est soumise aux essais et on trouve qu'elle ne contient pas de bactéries et qu'elle a une concentration en argent de moins de 50 #g/m3. L'agent conservateur au sable de corail de l'invention a Les effets avantageux suivants (1) le carbonate de calcium, qui est l'ingrédient principal du sable de corail argenté,neutralise le chlore résiduel contenu dans l'eau du robinet, celle-ci étant ainsi désodorisée. (2) En outre, le carbonate de calcium rend le pH de l'eau du robinet faiblement alcalin, ce qui est souhaitable pour l'eau potable. (3) L'argent,qui est soluble dans l'eau du robinet,a un effet bactériostatique empêchant l'eau du robinet d'être contaminée et il devient donc possible de stocker l'eau du robinet pendant une longue durée. (4) Le carbonate de calcium, constituant l'ingrédient principal,et les autres constituants à l'état de traces du sable de corail argenté sont solubles dans L'eau du robinet et la minéralisent de sorte qu'elle devient une source efficace d'alimentation en éléments essentiels à l'organisme humain. (5) Le sable de corail,qui est utilisé comme support de l'argent, est une matière poreuse ayant une surface spécifique élevée pour adsorber les métaux lourds etc., de manière à filtrer ou purifier L'eau du robinet. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Agent conservateur pour l'eau potable, caractérisé en ce qu'il consiste en sable de corail qui est argenté à environ 0,01 à 5 X en poids d'argent. 2. Agent conservateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'argenture dudit sable de corail est suivie de chauffage dudit sable de corail en atmosphère de gaz inerte pour activer le sable. 3. Agent conservateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit sable de corail est argenté par pulvérisation cathodique.