本發(fā)明涉及一種鈰和明膠改性的抗菌墨汁及其制備方法，屬于書畫用具領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國(guó)的文房四寶分為筆、墨、紙、硯，作為其中之一的墨，雖然顏色單一，卻有著多變的創(chuàng)作手法，在中國(guó)藝術(shù)繪畫領(lǐng)域扮演著非常重要的角色，使用歷史可以追溯至數(shù)千年之前。作為中國(guó)藝術(shù)的重要代表，應(yīng)將墨不斷改善，繼而傳承，不斷發(fā)揚(yáng)光大。
目前市場(chǎng)上有很多售賣墨汁，多采用炭黑、動(dòng)物膠料等制備而成，容易腐壞，為防止墨汁的變質(zhì)，加入苯酚等有毒防腐劑，以延長(zhǎng)墨汁的保存時(shí)間。而這類防腐劑的加入，不僅導(dǎo)致墨汁的氣味難聞而且安全性差，長(zhǎng)期的使用和排放勢(shì)必會(huì)對(duì)人體和環(huán)境造成一定影響。在當(dāng)今的技術(shù)發(fā)明領(lǐng)域中，有很多關(guān)于墨汁的發(fā)明專利，著重于對(duì)墨汁的光亮度、牢固性改善等問題的配方研究。對(duì)于墨汁的抗菌研究和目前墨汁中有毒防腐劑的替代問題未有明顯改進(jìn)。
明膠相對(duì)于骨膠，制備工藝更精細(xì)，有著更好的膠黏作用和分散作用。稀土配合物由于具有抗真菌、消炎等作用，并且低毒性、弱積累、不致畸致變、無異味，因此在生物醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用取得了良好的成果，前景十分廣闊。但是目前將鈰和明膠同時(shí)用于墨汁的改性尚未見報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在針對(duì)現(xiàn)有書畫用品中墨汁等墨類制品的抗菌安全性不足、氣味大等問題，提供一種鈰和明膠改性的抗菌墨汁及其制備方法，制備得到的墨汁抗菌性強(qiáng)、無毒無臭，適合廣泛推廣應(yīng)用。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種鈰和明膠改性的抗菌墨汁，包括以下重量份配比的配料：
墨碳粉10，
明膠溶液60-540，
鈰鹽0.02-9，
乳化劑0.5-6，
潤(rùn)濕劑1.5-15，
香料0.15-1.5。
其中，墨碳粉可以選自現(xiàn)有技術(shù)中各類碳黑。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，明膠溶液的重量份為240-420，更優(yōu)選為300-360，明膠溶液的濃度為1-2wt%。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述明膠是從動(dòng)物的皮、骨、跟腱或鱗等結(jié)締組織中提取出來制備的明膠。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，鈰鹽的重量份為0.25-3.5，更優(yōu)選為0.6-1.5，所述鈰鹽選自硝酸鈰或氯化鈰中的一種或多種。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，乳化劑的重量份為2.5-5，更優(yōu)選為3.5-4.5，所述乳化劑選自土耳其紅油。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，潤(rùn)濕劑的重量份為3-10，更優(yōu)選為4-6，所述潤(rùn)濕劑選自甘油、三羥甲基丙烷或1,2,4-丁三醇，更優(yōu)選為甘油。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，香料的重量份為0.6-1.2，更優(yōu)選為0.8-1，所述的香料選自樟腦油、龍腦細(xì)粉、樟腦粉中的一種或多種。
本發(fā)明還保護(hù)上述抗菌墨汁的制備方法，包括以下步驟：
1）將明膠溶于水中制備濃度為1-2wt%的明膠水溶液備用；
2）取合適重量份配比的鈰鹽固體，溶于少量去離子水中，攪拌均勻；
3）取合適重量份配比的明膠溶液，將溶解后的鈰鹽溶液滴加到明膠溶液中，在30-70℃下攪拌，反應(yīng)1-6h，得到制備好的明膠鈰配合溶液；
4）取墨碳粉，研磨成細(xì)碳粉備用；
5）取合適重量份配比的細(xì)碳粉慢慢加入到上述反應(yīng)完畢后的明膠鈰溶液中，不斷攪拌使其分散均勻；
6）向上述混合物內(nèi)加入合適重量份配比的香料、乳化劑和潤(rùn)濕劑，再次攪拌使其充分混合后，研磨至細(xì)膩均勻，即得到所述明膠鈰抗菌墨汁。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟3）的反應(yīng)時(shí)間為2h。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述的研磨采用球磨或研缽手磨。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
1）本發(fā)明提供的鈰和明膠改性的抗菌墨汁，采用稀土鈰替代苯酚等有毒防腐劑作為抗菌劑，使其對(duì)明膠起到一定的交聯(lián)作用，提高了明膠溶液的抗菌性，制備出的墨汁抗菌性強(qiáng)、無毒無臭，克服了傳統(tǒng)墨汁氣味難聞且安全性低的問題。
2）在墨汁的制造中，使用明膠作為膠黏劑和分散劑，在書寫時(shí)，可以使炭黑顆粒滲透進(jìn)紙張上或其他物質(zhì)上時(shí)被更好的固定，有效防止墨的脫落，同時(shí)保證墨能在研磨稀釋成液體后在短期內(nèi)不易沉淀。除此之外，明膠還在墨汁制造中起到潤(rùn)滑書寫、提高字跡光澤的作用。但是由于明膠的高營(yíng)養(yǎng)性，使其容易受到細(xì)菌的侵蝕，制備出的墨汁容易腐壞變質(zhì)。
3）制備過程中采用球磨、研缽手磨工藝，對(duì)墨碳粉細(xì)度進(jìn)行了有效控制，使墨汁書寫后的字跡在紙張上附著牢固、不易跑墨。本發(fā)明的墨汁制備工藝簡(jiǎn)單，制備過程綠色環(huán)保，在提高傳統(tǒng)墨汁安全性、改善墨汁氣味的同時(shí)，具有墨跡黑度強(qiáng)勁、層次感強(qiáng)、書寫流利順滑、寫后易干、不易跑墨的特性。
目前市場(chǎng)上銷售的部分墨汁用反射密度計(jì)測(cè)試黑度僅為1.35左右，水浸6小時(shí)就會(huì)有跑墨現(xiàn)象，墨汁氣味大，且抗菌測(cè)試效果不佳。本發(fā)明的明膠鈰抗菌墨汁用反射密度計(jì)測(cè)試黑度大于1.45，書寫后的字跡進(jìn)行水浸實(shí)驗(yàn)6小時(shí)甚至12小時(shí)不跑墨，墨汁無毒無臭，且抗菌測(cè)試效果優(yōu)良。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)qb/t2860-2007中規(guī)定，本發(fā)明可遠(yuǎn)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求。
附圖說明
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
圖1為未加鈰鹽的自制墨汁、市售墨汁以及本發(fā)明的鈰和明膠改性的抗菌墨汁抑制大腸桿菌的抗菌實(shí)驗(yàn)36h后對(duì)比圖；
其中a為未加鈰鹽的自制墨汁，b為市售墨汁，c為實(shí)施例1的抗菌墨汁。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1：
1）將明膠溶于水中制備濃度為2wt%的明膠水溶液備用；
2）取重量份配比為1.5的硝酸鈰，溶于少量去離子水中，攪拌均勻；
3）取重量份配比為360的明膠溶液，將溶解后的鈰鹽溶液滴加到其中，在60℃下磁力攪拌，反應(yīng)2h，得到制備好的明膠鈰配合溶液；
4）取重量份配比為10的墨碳粉，研磨成細(xì)碳粉備用；
5）取上述細(xì)碳粉慢慢加入到反應(yīng)完畢后的明膠鈰溶液中，不斷攪拌使其分散均勻；
6）向上述混合物內(nèi)加入重量份配比為1的龍腦細(xì)粉、滴加重量份配比為4的土耳其紅油和重量份配比為5的甘油，再次攪拌使其充分混合后，研磨至細(xì)膩均勻，即得到所述鈰和明膠改性的抗菌墨汁。
用以上方法制備出的墨汁無異味，抗菌效果好；用反射密度計(jì)測(cè)試黑度為1.60；書寫后進(jìn)行水浸試驗(yàn)12小時(shí)不跑墨；可以達(dá)到黑度強(qiáng)勁，不易跑墨，寫后易干，無毒無臭的效果。
實(shí)施例2：
1）將明膠溶于水中制備濃度為2wt%的明膠水溶液備用；
2）取重量份配比為0.8的氯化鈰，溶于少量去離子水中，攪拌均勻；
3）取重量份配比為300的明膠溶液，將溶解后的鈰鹽溶液滴加到其中，在50℃下磁力攪拌，反應(yīng)3h，得到制備好的明膠鈰配合溶液；
4）取重量份配比為10的墨碳粉，研磨成細(xì)碳粉備用；
5）取上述細(xì)碳粉慢慢加入到反應(yīng)完畢后的明膠鈰溶液中，不斷攪拌使其分散均勻；
6）向上述混合物內(nèi)滴加重量份配比為1的樟腦油、重量份配比為6的土耳其紅油和重量份配比為8的甘油，再次攪拌使其充分混合后，研磨至細(xì)膩均勻，即得到所述鈰和明膠改性的抗菌墨汁。
用以上方法制備出的墨汁無異味，抗菌效果好；用反射密度計(jì)測(cè)試黑度為1.52；書寫后進(jìn)行水浸試驗(yàn)8小時(shí)不跑墨；可以達(dá)到黑度強(qiáng)勁，不易跑墨，寫后易干，無毒無臭的效果。
實(shí)施例3：
1）將明膠溶于水中制備濃度為1wt%的明膠水溶液備用；
2）取重量份配比為1.4的氯化鈰，溶于少量去離子水中，攪拌均勻；
3）取重量份配比為420的明膠溶液，將溶解后的鈰鹽溶液滴加到其中，在60℃下磁力攪拌，反應(yīng)4h，得到制備好的明膠鈰配合溶液；
4）取重量份配比為10的墨碳粉，研磨成細(xì)碳粉備用；
5）取上述細(xì)碳粉慢慢加入到反應(yīng)完畢后的明膠鈰溶液中，不斷攪拌使其分散均勻；
6）向上述混合物內(nèi)加入重量份配比為1.2的樟腦粉、重量份配比為5的土耳其紅油和重量份配比為12的甘油，再次攪拌使其充分混合后，研磨至細(xì)膩均勻，即得到所述鈰和明膠改性的抗菌墨汁。
用以上方法制備出的墨汁無異味，抗菌效果好；用反射密度計(jì)測(cè)試黑度為1.55；書寫后進(jìn)行水浸試驗(yàn)8小時(shí)不跑墨；可以達(dá)到黑度強(qiáng)勁，不易跑墨，寫后易干，無毒無臭的效果。
實(shí)施例4：
1）將明膠溶于水中制備濃度為2wt%的明膠水溶液備用；
2）取重量份配比為0.5的硝酸鈰，溶于少量去離子水中，攪拌均勻；
3）取重量份配比為120的明膠溶液，將溶解后的鈰鹽溶液滴加到其中，在50℃下磁力攪拌，反應(yīng)2h，得到制備好的明膠鈰配合溶液；
4）取重量份配比為10的墨碳粉，研磨成細(xì)碳粉備用；
5）取上述細(xì)碳粉慢慢加入到反應(yīng)完畢后的明膠鈰溶液中，不斷攪拌使其分散均勻；
6）向上述混合物內(nèi)加入重量份配比為0.3的龍腦細(xì)粉、重量份配比為1的土耳其紅油和重量份配比為1.5的甘油，再次攪拌使其充分混合后，研磨至細(xì)膩均勻，即得到所述鈰和明膠改性的抗菌墨汁。
用以上方法制備出的墨汁無異味，抗菌效果好；用反射密度計(jì)測(cè)試黑度為1.50；書寫后進(jìn)行水浸試驗(yàn)8小時(shí)不跑墨；可以達(dá)到黑度強(qiáng)勁，不易跑墨，寫后易干，無毒無臭的效果。
實(shí)施例5：
1）將明膠溶于水中制備濃度為2wt%的明膠水溶液備用；
2）取重量份配比為3的硝酸鈰，溶于少量去離子水中，攪拌均勻；
3）取重量份配比為360的明膠溶液，將溶解后的鈰鹽溶液滴加到其中，在70℃下磁力攪拌，反應(yīng)1h，得到制備好的明膠鈰配合溶液；
4）取重量份配比為10的墨碳粉，研磨成細(xì)碳粉備用；
5）取上述細(xì)碳粉慢慢加入到反應(yīng)完畢后的明膠鈰溶液中，不斷攪拌使其分散均勻；
6）向上述混合物內(nèi)加入重量份配比為0.15的樟腦粉、重量份配比為4的土耳其紅油和重量份配比為6的甘油，再次攪拌使其充分混合后，研磨至細(xì)膩均勻，即得到所述鈰和明膠改性的抗菌墨汁。
用以上方法制備出的墨汁無異味，抗菌效果好；用反射密度計(jì)測(cè)試黑度為1.45；書寫后進(jìn)行水浸試驗(yàn)6小時(shí)不跑墨；可以達(dá)到黑度強(qiáng)勁，不易跑墨，寫后易干，無毒無臭的效果。
圖1為實(shí)施例1制備得到的墨汁與未加鈰鹽的自制墨汁、市售墨汁的抗菌實(shí)驗(yàn)對(duì)比圖，從菌落生長(zhǎng)狀況可以說明，未加鈰鹽的自制墨汁無抗菌性且菌落生長(zhǎng)較多，市售墨汁較未加鈰鹽的自制墨汁的菌落生長(zhǎng)緩慢，但仍有菌落生長(zhǎng)，抗菌效果不佳，本發(fā)明的鈰和明膠改性的抗菌墨汁未觀察到明顯菌落生長(zhǎng)，抗菌效果好。
實(shí)施例1-5制備出的墨汁均無異味，抗菌效果非常好；用反射密度計(jì)測(cè)試黑度大于1.45；書寫后進(jìn)行水浸試驗(yàn)6小時(shí)甚至12小時(shí)不跑墨；可以達(dá)到黑度強(qiáng)勁，不易跑墨，寫后易干，無毒無臭的效果。而市售墨汁用反射密度計(jì)測(cè)試黑度僅為1.35左右，水浸6小時(shí)就有跑墨現(xiàn)象，墨汁氣味大，且抗菌測(cè)試效果不佳。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。