本发明属于染料墨水技术领域,特别涉及一种基于草木染料的手绘无害水性墨水。
背景技术:
目前市场上的墨水以油性居多,油性墨水具有色泽鲜艳、纹路清晰、不扩散等优点,但是由于使用了有机溶剂,并且墨水中的很多有效组分都是选用了化学合成物质,产生了污染问题。
特别是对于身体抵抗力相对较弱的儿童来说,在使用墨水绘图的时候容易因操作不小心而将墨水擦拭在皮肤、衣物上,不容易洗去;甚至有的儿童出于兴趣,会用嘴巴品尝色泽光鲜的墨水,更加重了墨水对人体的危害。
技术实现要素:
本发明针对上述背景技术部分提到的问题,提供了一种基于草木染料的手绘无害水性墨水,该墨水按照重量份数计算包括
其中,植物染料可以根据颜色的需要选择不同色彩的水溶性提取染料;
天然粘合剂为野葛根部经提取后得到的混合物,各成分协同起到粘合作用,其提取工艺为:
将野葛根部清杂、洗净、烘干、粉碎成粗粉,然后将粗粉用水浸渍加热提取两次,合并滤液,浓缩干燥得到野葛根部提取物,
粗粉与水的用量质量比为1:25~50,提取温度为65~85℃,每次提取时间为1.5~2小时,
干燥方法为冷冻干燥、微波干燥或喷雾干燥;
天然抗氧剂为银杏叶的提取物,提取工艺为:将银杏叶洗净、烘干、粉碎后用体积浓度为50%的乙醇水溶液浸渍提取两次,合并滤液,通过大孔吸附树脂吸附,再用体积浓度为50%的乙醇水溶液洗脱,收集洗脱液浓缩干燥,得到银杏叶提取物,
粉碎后的银杏叶与乙醇水溶液的重量比为1:20~45,提取温度为25~45℃,每次提取时间为48~72小时,
选用的大孔吸附树脂为dm131、da201、d101或ywd07型号的大孔吸附树脂;
天然抗菌剂为蚕砂提取物,提取工艺为:将蚕砂用清水洗净,干燥后在粉碎机中打碎,常温(25℃,下同)下用弱碱性水溶液超声波提取两次,合并滤液进行喷雾干燥,得到蚕砂提取物粉末,
弱碱水溶液的ph为9~10,粉碎后的蚕砂与弱碱水溶液的重量比为1:20~50,
超声波提取时,功率均为400w~600w,超声处理时间均为20min~40min;
天然固色剂选自水溶性好的何首乌提取物,提取工艺为:
(1)将何首乌洗净、干燥、粉碎后,用体积浓度为45%的乙醇水溶液回流提取,提取液回收乙醇,浓缩,得到浓缩液,
粉碎后的何首乌与乙醇水溶液的重量比为1:10,回流提取的时间为1~2小时;
(2)向浓缩液中加入viscozyme复合植物水解酶,于40~50℃条件下保温酶解3~5h,灭酶,离心,收集上清液,
viscozyme复合植物水解酶的加入量为步骤(1)中粉碎后的何首乌重量的0.2~0.3%,复合植物水解酶的酶活力为90~120fgb/g;
(3)上清液用0.4~0.5μm的陶瓷膜过滤,收集滤液,将收集的滤液过大孔树脂柱,先水洗树脂柱至流出液澄清,然后用60~70%体积的乙醇洗脱,洗脱液浓缩、干燥,得到水溶性好的何首乌提取物,
大孔树脂柱的具体型号是d101、ab-8或dm131。
本发明中将各有效组分加入去离子水中混合均匀,即得到基于草木染料的手绘无害水性墨水。
本发明的有益效果在于:采用水溶性体系避免了有机溶剂的污染,且节约了成本;墨水中完全采用天然植物的提取物作为有效组分,避免了合成化学品的使用,使用者可以直接用手接触墨水进行绘画而不必担心对身体健康的危害。
具体实施方式
实施例1
一种基于草木染料的手绘无害水性墨水,该墨水按照重量份数计算为
将上述各组分混合均匀,即得到基于草木染料的手绘无害水性墨水,
其中,
上述板蓝根提取物的制备方法为:
(1)将板蓝根洗净、切块、烘干、粉碎至20目;
(2)将步骤(1)中粉碎的板蓝根以ph为10的纯碱水溶液作为溶剂,按料液比1:50g/ml配成混合液,置于微波超声提取器中,以功率为600w的微波,微波处理8min;再以功率为400w的超声波,超声处理60min,过滤,分离出滤液;
(3)将步骤(2)中的滤渣以ph为10的纯碱水溶液为溶剂,配成混合液,置于微波超声提取器中,以功率为800w的微波,微波处理8min;再以功率为700w的超声波,超声处理35min,过滤,分离出滤液;
(4)合并步骤(2)、(3)所得滤液,设定进风温度120℃,出风温度60℃,进行喷雾干燥,得板蓝根粉末;
上述野葛根部提取物的制备方法为:
将野葛根部清杂、洗净、烘干、粉碎成粗粉,然后按照粗粉与水的用量质量比为1:35,将粗粉用水浸渍加热至75℃提取两次,每次提取时间均为2小时,合并滤液,浓缩、冷冻干燥得到野葛根部提取物;
上述银杏叶提取物的制备方法为:
将银杏叶洗净、烘干、粉碎后用体积浓度为50%的乙醇水溶液浸渍提取两次,控制粉碎后的银杏叶与乙醇水溶液的重量比为1:30、提取温度为25℃、每次提取时间均为72小时,合并滤液,通过d101大孔吸附树脂吸附,再用体积浓度为50%的乙醇水溶液洗脱,收集洗脱液浓缩干燥,得到银杏叶提取物;
上述蚕砂提取物的制备方法为:
将蚕砂用清水洗净,干燥后在粉碎机中打碎,常温(25℃,下同)下按照粉碎后的蚕砂与弱碱水溶液的重量比为1:30,用ph为10的纯碱水溶液对蚕砂超声波提取两次,超声波功率均为500w,超声时间均为35min,合并滤液进行喷雾干燥,得到蚕砂提取物粉末;
上述的何首乌提取物的制备方法为:
(1)将何首乌洗净、干燥、粉碎后,按照粉碎后的何首乌与乙醇水溶液的重量比为1:10,用体积浓度为45%的乙醇水溶液回流提取2小时,提取液回收乙醇,浓缩,得到浓缩液;
(2)向浓缩液中加入酶活力为120fgb/g的viscozyme复合植物水解酶,水解酶的加入量为步骤(1)中粉碎后的何首乌总重量的0.2%,于50℃条件下保温酶解4h,灭酶,离心,收集上清液;
(3)将收集到的上清液用0.4μm的陶瓷膜过滤,收集滤液,将收集的滤液过d101大孔树脂柱,先水洗树脂柱至流出液澄清,然后用60%体积的乙醇洗脱,洗脱液浓缩、干燥,得到水溶性好的何首乌提取物。
实施例2
一种基于草木染料的手绘无害水性墨水,该墨水按照重量份数计算为
将上述各组分混合均匀,即得到基于草木染料的手绘无害水性墨水,
上述紫胶提取物的制备方法为:
(1)将除杂后的紫胶在60℃的水中超声提取2h并过滤,液料比为1:15(质量比),得到滤液和滤渣,
(2)将步骤(1)中得到的滤渣再次于60℃的水中超声提取2h并过滤,液料比为1:15(质量比),得到滤液和滤渣,
(3)将步骤(1)和(2)中得到的滤液合并、浓缩、喷雾干燥(进口温度为130℃,出口温度为70℃),得到紫胶提取物;
上述墨水中的其余提取物的制备方法均同实施例1。
对比实施例1
除了野葛根部提取物的制备方法不同外,其余墨水组分及含量、操作均同实施例1:
野葛根部提取物的制备方法:
将野葛根部清杂、洗净、烘干、粉碎成粗粉,然后按照粗粉与水的用量质量比为1:35,将粗粉用水浸渍加热至75℃提取两次,每次提取时间均为2小时,合并滤液,浓缩、冷冻干燥得到野葛根部提取物;再将所得提取物用去离子水溶解后通过d101大孔吸附树脂吸附,再用体积浓度为10%的乙醇水溶液洗脱,收集洗脱液浓缩干燥,得到提纯后的野葛根部提取物。
对比实施例2
墨水中未加入银杏叶提取物,其余组分及含量、操作均同实施例1。
对比实施例3
墨水中未加入何首乌提取物,其余组分及含量、操作均同实施例1。
对上述各实施例、对比例中所得的墨水基于相同的方式在纸上绘图,分别进行墨水固化程度的观察、抗臭氧性能的测试、粘结性能的测试,具体检测结果如表1所示,
墨水固化程度:用手接触纸张上的墨水,看是否固化;
抗臭氧性能的测试:将所绘制的图纸置于40℃、相对湿度为65%rh、压强为1.01mpa的臭氧环境中72小时,并计算处理前后色密度的下降百分比,下降得越少,证明抗臭氧能力越强;
粘结性能的测试:将所绘制的图纸置于50℃、相对湿度为90%rh的环境中4小时,取出图纸待其干燥冷却后对墨水进行擦拭,观察擦拭的难易情况。
表1