一种环保彩色墨水
阅读说明：本技术 一种环保彩色墨水 (Environment-friendly color ink ) 是由 周锋 邹沛琳 邹湘坪 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保彩色墨水,其包括,水、色粉、纳米粉体、生物胶溶液、防腐剂、防冻助溶剂、成膜助剂、润湿剂、香剂、分散剂；以质量份数计,色粉为50～200份,纳米粉体为20～50份,生物胶溶液为150～175份,防腐剂为0.5～2份,防冻助溶剂为15～20份,成膜助剂为15～20份,润湿剂为1～3份,分散剂为1～4份,香剂1～4份,水400～450份。本发明采用负离子纳米粉体等在去离子水中能分散均匀,从而达到着色或染色均匀的效果,并自主释放负氧离子粒子。其释放的负氧离子能对甲醛、苯等有害物质进行分解,并有效降低PM2.5的污染,以达到去除有害物质的功能,其废弃物不会对环境产生污染,是属于原生态、有机环保,健康生态的全环保型墨水。(The invention discloses environment-friendly color ink which comprises water, toner, nano powder, a biogel solution, a preservative, an anti-freezing cosolvent, a film-forming assistant, a wetting agent, a fragrance agent and a dispersing agent; the toner is 50-200 parts by mass, the nano powder is 20-50 parts by mass, the biological glue solution is 150-175 parts by mass, the preservative is 0.5-2 parts by mass, the anti-freezing cosolvent is 15-20 parts by mass, the film-forming assistant is 15-20 parts by mass, the wetting agent is 1-3 parts by mass, the dispersing agent is 1-4 parts by mass, the perfume is 1-4 parts by mass, and the water is 400-450 parts by mass. The invention adopts the negative ion nano powder and the like which can be uniformly dispersed in the deionized water, thereby achieving the effect of uniform coloring or dyeing and automatically releasing negative oxygen ion particles. The negative oxygen ions released by the ink can decompose harmful substances such as formaldehyde, benzene and the like, and effectively reduce the pollution of PM2.5 so as to achieve the function of removing the harmful substances, and the waste of the ink does not pollute the environment, so that the ink belongs to the full-environment-friendly ink which is original, organic, environment-friendly and healthy and ecological.)
技术领域
本发明属于墨水技术领域，具体涉及一种环保彩色墨水。
背景技术
传统的书法主要是采用墨水在纸张上进行书写的，现市面上的墨水主要由炭黑、动物胶料溶液和添加剂制成，时间长了，书写的字体容易出现发霉的现象，产生异味。而且传统的墨水属于有大量人工合成组分，容易发臭变质，有轻微毒性，不环保，使用后的墨水气味在空气不流通时对人体健康不利，特别是对未成年人的学生身体健康有不良的影响。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种环保彩色墨水。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种环保彩色墨水，其包括，水、色粉、纳米粉体、生物胶溶液、防腐剂、防冻助溶剂、成膜助剂、润湿剂、香剂、分散剂；以质量份数计，色粉为50～200份，纳米粉体为20～50份，生物胶溶液为150～175份，防腐剂为0.5～2份，防冻助溶剂为15～20份，成膜助剂为15～20份，润湿剂为1～3份，分散剂为1～4份，香剂1～4份，水400～450份。
作为本发明所述环保彩色墨水的优选方案，其特征在于：所述纳米粉体为蛋白石轻质页岩、石英、蛭石、麦饭石中的两种及以上；所述生物胶溶液为羟基纤维素溶液、羟丙基改性淀粉溶液和海藻酸胶质溶液中的一种，所述防腐剂为壳聚糖防腐剂。
作为本发明所述环保彩色墨水的优选方案，其特征在于：所述纳米粉体至少含有蛭石；所述生物胶溶液为羟丙基改性淀粉溶液，所述防腐剂为脱乙酰化壳聚糖防腐剂。
作为本发明所述环保彩色墨水的优选方案，其特征在于：所述羟丙基改性淀粉溶液的固含量为20％～30％。
作为本发明所述环保彩色墨水的优选方案，其特征在于：所述纳米粉体D50粒径为220nm。
作为本发明所述环保彩色墨水的一种优选方案，其特征在于：其负氧离子释放量可达到2000个/cm3，其甲醛去除率大于88％，其PM2.5去除率大于83％。
作为本发明的另一个方面，提出了一种制备利用权利要求1～6所述环保彩色墨水的方法，其包括，将色粉、水混合，搅拌；加入纳米粉体、分散剂，搅拌；加入防冻助溶剂、润湿剂，搅拌；加入投入生物胶溶和成膜助剂，搅拌；加入水果提取香剂和防腐剂，搅拌、过滤后杀菌，即得环保彩色墨水。
作为本发明所述制备环保彩色墨水的方法的优选方案，其特征在于：所述搅拌，其搅拌时间为5～30min，其搅拌转速为300～1000转/分钟。
作为本发明所述制备环保彩色墨水的方法的优选方案，其特征在于：所述将色粉、水混合，搅拌，其搅拌时间为5～30min，其搅拌转速为600转/分钟，所述加入纳米粉体、分散剂，搅拌，其搅拌时间为15min，其搅拌转速为800转/分钟，所述依次加入防冻助溶剂、润湿剂，搅拌，其搅拌时间为30min，其搅拌转速为800转/分钟，所述加入投入生物胶溶和成膜助剂，搅拌，其搅拌时间为30min，其搅拌转速为400转/分钟，所述加入水果提取香剂和防腐剂，搅拌、过滤后杀菌，其搅拌时间为15min，其搅拌转速为700转/分钟。
作为本发明所述制备环保彩色墨水的方法的优选方案，其特征在于：其特征在于：所述加入防冻助溶剂、润湿剂为依次加入防冻助溶剂、润湿剂。
本发明的有益效果：
本发明采用纯天然食品级色粉作为着色剂，通过采用上述份数的分散剂作为配料之一，使纯天然色粉，负离子纳米粉体在去离子水中能分散均匀，从而达到着色或染色均匀的效果，并自主释放负氧离子粒子。其释放的负氧离子粒子，能对甲醛、苯等有害物质进行分解，并有效降低PM2.5的污染，以达到去除有害物质的功能；其废弃物不会对环境产生污染，是属于原生态、有机环保，健康生态的全环保型墨水。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1：
(1)将蛋白石轻质页岩和蛭石矿体粗粉，置入高压气流磨粉机中，保持磨粉机中气体压力>10MPa，粗粉在腔体中不断碰撞，破裂，经研磨制成的纳米级复合粉体，最后在旋风分离器中分离纳米粉体，即得天然负氧离子纳米粉体的D50粒径位220nm。
(2)称取去离子水420克，纯天然苹果绿色粉80克(上海染料研究所)、天然负氧离子纳米粉体40克，固含量为30％的羟丙基改性淀粉溶液160克(深圳恒生生物科技有限公司)，纯天然苹果味剂2克(广东千恒生物科技有限公司)，90％脱乙酰化壳聚糖防腐剂2克(珠海市泛海生物科技有限公司)，防冻助溶剂15克，成膜助剂15克，润湿剂2克，分散剂2克。
(3)将食品级纯天然苹果绿色粉和去离子水放入中速转速的水果搅拌器中搅拌，搅拌5-30分钟，确保色粉和去离子水染色均匀；
(4)将搅拌机的转速至高速，再投入制备的纳米粉体、分散剂，搅拌15分钟，确保混合产物分散均匀，然后依次投入防冻助溶剂和润湿剂，搅拌30分钟，使混合产物具有防冻、防挥发、缓干和润湿的功能；
(5)将搅拌机的低转速，同时投入羟丙基改性淀粉溶液和成膜助剂，搅拌30分钟，使混合产物着色效果好；
(6)将搅拌机的转速设置为高速，投入芒果香剂和壳聚糖防腐剂，使混合产物具有能释放负氧离子和水果芳香的功能，搅拌15分钟后将混合产物过滤至100目，
(7)对过滤的具有芳香味的环保彩色墨水在80℃下杀菌处理，即得环保彩色墨水。
上述防冻助溶剂是美国陶氏生产的型号为FT10 0的防冻助溶剂，上述润湿剂是美国陶氏生产的型号为BD-109的润湿剂；上述分散剂是美国陶氏生产的型号为快易的分散剂；上述色粉可以是其他食品级色粉，上述生物胶质溶液是海藻酸胶质溶液，上述成膜助剂美国伊士曼生产的型号为OE-300的成膜助剂。
在封闭玻璃柜中，对其负氧释放量、去除PM2.5和甲醛的能力进行测试。
封闭玻璃柜中的温度为25℃，湿度为55％，在封闭玻璃柜中对涂有30cm×30cm的环保彩色墨水的A4纸进行测试，负离子仪器为：广州堃联科技的FLZ-3900/3800空气负离子检测仪，其负氧离子释放量可达到1500个/cm3，平稳释放，迁移率为13px2/(V`s)；在封闭玻璃柜中，预置浓度为100ppm甲醛气体，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用甲醛测试仪进行对比测试。其甲醛去除率大于85％；在封闭玻璃柜中，预置PM2.5为300的香烟烟雾，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用PM2.5测试仪进行对比测试。其PM2.5去除率大于80％。
该环保彩色墨水具有典型的苹果香味，颜色为果绿色，具有很好的去除异味、净化甲醛和降低PM2.5浓度的功能。
每一种矿石中的元素组分不一致导致负离子释放不稳定，且材料硬度不同，本实施例中优选用蛋白石轻质页岩和蛭石矿体粗粉混合制备天然负离子纳米粉体，通过至少两种矿石的混合，特别是有蛭石混合，可以更好地进行纳米粉体化制备，且所制备的纳米粉体具有更平稳地负离子释放能力。另外，相比于选用电气石作为原料，由于电气石通常是深褐色或黑色，无法用于制备彩色墨水，而本实施例选用的天然负离子纳米粉则可以，具有更广阔的应用前景。
实施例2：
(1)将麦饭石和蛭石矿体粗粉，置入高压气流磨粉机中，保持磨粉机中气体压力>10MPa，粗粉在腔体中不断碰撞，破裂，经研磨制成的纳米级复合粉体，最后在旋风分离器中分离纳米粉体，即得天然负氧离子纳米粉体的D50粒径位220nm。
(2)称取去离子水450克，纯天然苹果绿色粉5克和番茄红色粉95克(上海染料研究所)、天然负氧离子纳米粉体45克，固含量为20％的羟丙基改性淀粉溶液160克(深圳恒生生物科技有限公司)，芒果味剂2克(广东千恒生物科技有限公司)，90％脱乙酰化壳聚糖防腐剂2克(珠海市泛海生物科技有限公司)，防冻助溶剂15克，成膜助剂15克，润湿剂2克，分散剂2克。
(3)将食品级纯天然苹果绿色粉、番茄红色粉和去离子水放入中速转速的水果搅拌器中搅拌，搅拌30分钟，确保色粉和去离子水染色均匀；
(4)将搅拌机的转速至高速，再投入制备的纳米粉体、分散剂，搅拌30分钟，确保混合产物分散均匀，然后依次投入防冻助溶剂和润湿剂，搅拌15分钟，使混合产物具有防冻、防挥发、缓干和润湿的功能；
(5)将搅拌机的低转速，同时投入羟丙基改性淀粉溶液和成膜助剂，搅拌30分钟，使混合产物着色效果好；
(6)将搅拌机的转速设置为高速，投入芒果香剂和壳聚糖防腐剂，使混合产物具有能释放负氧离子和水果芳香的功能，搅拌15分钟后将混合产物过滤至100目，
(7)对过滤的具有芳香味的环保彩色墨水在80℃下杀菌处理，即得环保彩色墨水。
在封闭玻璃柜中，对其负氧释放量、去除PM2.5和甲醛的能力进行测试。
封闭玻璃柜中的温度为25℃，湿度为55％，在封闭玻璃柜中对涂有30cm×30cm的环保彩色墨水的A4纸进行测试，负离子仪器为：广州堃联科技的FLZ-3900/3800空气负离子检测仪，其负氧离子释放量可达到2000个/cm3，平稳释放，迁移率为16px2/(V`s)；在封闭玻璃柜中，预置浓度为100ppm甲醛气体，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用甲醛测试仪进行对比测试。其甲醛去除率大于88％；在封闭玻璃柜中，预置PM2.5为300的香烟烟雾，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用PM2.5测试仪进行对比测试。其PM2.5去除率大于83％。
该环保彩色墨水具有典型的芒果香味，颜色为黄色，具有很好的去除异味、净化甲醛和降低PM2.5浓度的功能。
实施例3：
(1)将麦饭石和石英矿体粗粉，置入高压气流磨粉机中，保持磨粉机中气体压力>10MPa，粗粉在腔体中不断碰撞，破裂，经研磨制成的纳米级复合粉体，最后在旋风分离器中分离纳米粉体，即得天然负氧离子纳米粉体的D50粒径位220nm。
(2)称取去离子水450克，纯天然苹果绿色粉85克(上海染料研究所)、天然负氧离子纳米粉体45克，固含量为30％的羟丙基改性淀粉溶液160克(深圳恒生生物科技有限公司)，芒果味剂2克(广东千恒生物科技有限公司)，90％脱乙酰化壳聚糖防腐剂2克(珠海市泛海生物科技有限公司)，防冻助溶剂15克，成膜助剂15克，润湿剂2克，分散剂2克。
(3)将食品级纯天然苹果绿色粉、番茄红色粉和去离子水放入中速转速的水果搅拌器中搅拌，搅拌30分钟，确保色粉和去离子水染色均匀；
(4)将搅拌机的转速至高速，再投入制备的纳米粉体、分散剂，搅拌30分钟，确保混合产物分散均匀，然后依次投入防冻助溶剂和润湿剂，搅拌15分钟，使混合产物具有防冻、防挥发、缓干和润湿的功能；
(5)将搅拌机的低转速，同时投入羟丙基改性淀粉溶液和成膜助剂，搅拌30分钟，使混合产物着色效果好；
(6)将搅拌机的转速设置为高速，投入芒果香剂和壳聚糖防腐剂，使混合产物具有能释放负氧离子和水果芳香的功能，搅拌15分钟后将混合产物过滤至100目，
(7)对过滤的具有芳香味的环保彩色墨水在80℃下杀菌处理，即得环保彩色墨水。
在封闭玻璃柜中，对其负氧释放量、去除PM2.5和甲醛的能力进行测试。
封闭玻璃柜中的温度为25℃，湿度为55％，在封闭玻璃柜中对涂有30cm×30cm的环保彩色墨水的A4纸进行测试，负离子仪器为：广州堃联科技的FLZ-3900/3800空气负离子检测仪，其负氧离子释放量可达到1000个/cm3，迁移率为8px2/(V`s)；在封闭玻璃柜中，预置浓度为100ppm甲醛气体，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用甲醛测试仪进行对比测试。其甲醛去除率大于78％；在封闭玻璃柜中，预置PM2.5为300的香烟烟雾，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用PM2.5测试仪进行对比测试。其PM2.5去除率大于73％。
该环保彩色墨水具有典型的芒果香味，颜色为黄色，具有很好的去除异味、净化甲醛和降低PM2.5浓度的功能，但其负氧离子的释放并不平稳。
实施例4：
利用D50粒径为220nm的纳米碳酸钙粉体替代天然负氧离子纳米粉体，制备环保彩色墨水。
(1)称取去离子水420克，纯天然苹果绿色粉80克(上海染料研究所)、纳米碳酸钙粉体30克，固含量为30％的羟丙基改性淀粉溶液160克(深圳恒生生物科技有限公司)，纯天然苹果味剂2克(广东千恒生物科技有限公司)，90％脱乙酰化壳聚糖防腐剂2克(珠海市泛海生物科技有限公司)，防冻助溶剂15克，成膜助剂15克，润湿剂2克，分散剂2克。
(2)将食品级纯天然苹果绿色粉和去离子水放入中速转速的水果搅拌器中搅拌，搅拌5-30分钟，确保色粉和去离子水染色均匀；
(3)将搅拌机的转速至高速，再投入制备的纳米碳酸钙粉体、分散剂，搅拌15分钟，确保混合产物分散均匀，然后依次投入防冻助溶剂和润湿剂，搅拌30分钟，使混合产物具有防冻、防挥发、缓干和润湿的功能；
(4)将搅拌机的低转速，同时投入羟丙基改性淀粉溶液和成膜助剂，搅拌30分钟，使混合产物着色效果好；
(5)将搅拌机的转速设置为高速，投入芒果香剂和壳聚糖防腐剂，使混合产物具有能释放负氧离子和水果芳香的功能，搅拌15分钟后将混合产物过滤至100目，
(6)对过滤的具有芳香味的环保彩色墨水在80℃下杀菌处理，即得环保彩色墨水。
在封闭玻璃柜中，对其负氧释放量、去除PM2.5和甲醛的能力进行测试。
封闭玻璃柜中的温度为25℃，湿度为55％，在封闭玻璃柜中对涂有30cm×30cm的环保彩色墨水的A4纸进行测试，负离子测试仪器为：广州堃联科技的FLZ-3900/3800空气负离子检测仪，负氧离子释放量可达到100～200个/cm3，与环境负离子释放量相当，未能观察到额外的负离子释放；在封闭玻璃柜中，预置浓度为100ppm甲醛气体，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用甲醛测试仪进行对比测试。其甲醛去除率小于25％；在封闭玻璃柜中，预置PM2.5为300的香烟烟雾，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用PM2.5测试仪进行对比测试。其PM2.5去除率小于25％。
该彩色墨水具有典型的苹果香味，颜色为果绿色，但未能观察到额外的负离子释放，其去除异味、净化甲醛和降低PM2.5浓度的功能较差。
实施例5：
利用较少量、粒径较大的负离子粉体，替代应用实例1中的天然负离子纳米粉体，制备的墨绿色环保彩色墨水
(1)称取去离子水420克，纯天然苹果绿色粉80克(上海染料研究所)、粒径为800目的负离子粉体10克，固含量为30％的羟丙基改性淀粉溶液160克(深圳恒生生物科技有限公司)，纯天然苹果味剂2克(广东千恒生物科技有限公司)，90％脱乙酰化壳聚糖防腐剂2克(珠海市泛海生物科技有限公司)，防冻助溶剂15克，成膜助剂15克，润湿剂2克，分散剂2克。
(2)将食品级纯天然苹果绿色粉和去离子水放入中速转速的水果搅拌器中搅拌，搅拌5-30分钟，确保色粉和去离子水染色均匀；
(3)将搅拌机的转速至高速，再投入负离子粉体、分散剂，搅拌15分钟，确保混合产物分散均匀，然后依次投入防冻助溶剂和润湿剂，搅拌30分钟，使混合产物具有防冻、防挥发、缓干和润湿的功能；
(4)将搅拌机的低转速，同时投入羟丙基改性淀粉溶液和成膜助剂，搅拌30分钟，使混合产物着色效果好；
(5)将搅拌机的转速设置为高速，投入芒果香剂和壳聚糖防腐剂，使混合产物具有能释放负氧离子和水果芳香的功能，搅拌15分钟后将混合产物过滤至100目，
(6)对过滤的具有芳香味的环保彩色墨水在80℃下杀菌处理，即得环保彩色墨水。
在封闭玻璃柜中，对其负氧释放量、去除PM2.5和甲醛的能力进行测试。
封闭玻璃柜中的温度为25℃，湿度为55％，在封闭玻璃柜中对涂有30cm×30cm的环保彩色墨水的A4纸进行测试，负离子测试仪器为：广州堃联科技的FLZ-3900/3800空气负离子检测仪，其负氧离子释放量可达到100～400个/cm3，与环境负离子释放量相比并没有显著区别；在封闭玻璃柜中，预置浓度为100ppm甲醛气体，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用甲醛测试仪进行对比测试。其甲醛去除率小于25％；在封闭玻璃柜中，预置PM2.5为300的香烟烟雾，放入在30cm×30cm的涂有负离子墨水A4纸，并利用PM2.5测试仪进行对比测试。其PM2.5去除率小于25％。
该彩色墨水具有典型的苹果香味，颜色为果绿色，但未能观察到额外的负离子释放，其去除异味、净化甲醛和降低PM2.5浓度的功能较差。本实施例中天然负离子粉体的添加量较少，未达到最大分散量，且粒径很大，所得墨水中天然负离子粉体的分散效果差，因此其去除异味、净化甲醛和降低PM2.5浓度的功能很差。
实施例6：
选取新鲜的香蕉，对折香蕉获得断面，利用实施例1～5所得的彩色墨水对香蕉断面进行喷涂，放置在温度为25±5℃，湿度在50±10％的环境中，观察断面色泽和形态变化：放置3天后，所有香蕉的断面均开始发黑，放置13天后，经过实施例1～3喷涂的香蕉断面仍然保持氧化后的黑色，没有明显的粉状霉菌，而未经过墨水喷涂的空白香蕉断面、实施例4～5墨水喷涂的香蕉断面，可以观察到明显的灰色粉状霉菌。表明所制备的负离子释放生态防臭有水果芳香的环保墨水，具有较好的防霉抑菌作用。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。