专利名称：一种水溶性油画棒用组合物、水溶性油画棒及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造水溶性油画棒的组合物、一种水溶性油画棒及其制造方法。
背景技术：
目前市场上最常见的绘画产品主要是油画棒和蜡笔，此类产品虽然能满足一般的绘画要求，但由于产品所用的原材料均为油性，大多属于石油烃类原料，因此会产生蜡笔(油画棒)画到或沾到衣服或皮肤上不易清洗以及蜡笔(油画棒)有较重的石油烃类原料气味等问题。此外，这类蜡笔(油画棒)还存在上色不均匀、鲜艳不够明丽、以及可用的绘画手段比较单一的问题。
虽然本领域中也已经开始研发水溶性油画棒，但是现有技术中的水溶性油画棒在描画性能和抗折力方面均有待提高，描画性能不够理想具体表现在重复涂描时不够均匀、覆盖程度不够、会出现底纹；在用水蘸涂绘画时水溶性油画棒粉末的溶解和分散效果一般，导致色块的均匀性较差。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于制造水溶性油画棒的组合物，由该组合物制得的水溶性油画棒既可以作为油画棒又可以作为水彩颜料使用，且色泽鲜艳明丽，描画性能优良，并且抗折力较强。
本发明的另一个目的是提供一种水溶性油画棒，它既可以作为油画棒又可以作为水彩颜料使用，且色泽鲜艳明丽，描画性能优良，并且抗折力较强。
本发明还有一个目的是提供一种水溶性油画棒的制造方法。
本发明的第一方面提供了一种用于制造水溶性油画棒的组合物，该组合物包括以下组分5-35重量％硬脂酸、4-15重量％聚乙二醇、4-15重量％平平加、50-80重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2-10重量％颜料和2-8重量％蜡。
更优选是，上述组分的含量分别如下10-32重量％硬脂酸、4-10重量％聚乙二醇、4-10重量％平平加、50-75重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2-10重量％颜料和2-8重量％蜡。
优选是，所述填料是选自滑石或高岭土的一种或两种。特别优选是，所述填料选自滑石。优选是，所述蜡是选自石蜡或费希尔吲哚合成蜡的一种或两种。
本发明的第二方面提供了一种水溶性油画棒，它由包括以下组分和含量的组合物制成5-35重量％硬脂酸、4-15重量％聚乙二醇、4-15重量％平平加、50-80重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2-10重量％颜料和2-8重量％蜡。
优选是，所述组合物所包括的组分含量分别如下10-32重量％硬脂酸、4-10重量％聚乙二醇、4-10重量％平平加、50-75重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2-10重量％颜料和2-8重量％蜡。
优选是，所述填料是选自滑石或高岭土的一种或两种。特别优选是，所述填料选自滑石。优选是，所述蜡是选自石蜡或费希尔吲哚合成蜡的一种或两种。
在本发明的第三方面，提供了一种上述水溶性油画棒的制造方法，该方法包括以下步骤(a)将硬脂酸、聚乙二醇、平平加和蜡进行混合熔化；(b)向步骤(a)得到的熔化液中加入颜料和所述填料，进行均匀混合；(c)将步骤(b)得到的均匀混合物加工成微细粒状半固态物；(d)将步骤(c)得到的半固态物混合熔化，形成膏状物；(e)将步骤(d)得到的膏状物通过注入成型形成水溶性油画棒。
在上述方法中，优选是所述步骤(a)的混合熔化温度为50-90℃；所述步骤(b)的混合温度为50-90℃；所述步骤(d)的混合熔化温度为50-90℃；所述步骤(e)中注入成型的冷却温度为10-25℃。
在上述方法中，优选是，步骤(c)中，通过三辊研磨机将均匀混合物加工成微细粒状半固态物，所述半固态物的粒度在20-50微米。
更优选是，所述步骤(a)的混合熔化温度为55-75℃，所述步骤(b)的混合温度为55-75℃，所述步骤(d)的混合熔化温度为55-75℃，所述步骤(e)中注入成型的冷却温度为14-20℃。
上述步骤(a)的反应时间以完成混合熔化为准，优选是60-120分钟。上述步骤(b)的反应时间以实现混合均匀为准，优选是20-30分钟，优选可采用搅拌的方法来实现混合均匀。上述步骤(e)中注入成型的冷却时间优选为3-15秒，更优选为7-10秒。
在本发明制造水溶性油画棒的方法中，更优选的是，在注入成型形成水溶性油画棒之后，将油画棒放置一段时间，优选是3天以上，更优选是3-4天，然后用自动卷纸机进行卷纸包装。
具体实施例方式
在本发明用于制造水溶性油画棒的组合物中，聚乙二醇和平平加起到乳化、匀染、润湿和分散的作用。聚乙二醇还用于调节其它组分的粘度和熔点，并起到润滑作用。硬脂酸、蜡主要在平平加的作用下进行乳化和分散，聚乙二醇和平平加共同作用使填料和颜料进行充分分散。
本发明所用的聚乙二醇并无特别限制，只要不会对本发明的目的产生不利影响即可，较优选是PEG200-10000系列的聚乙二醇。
本发明所用的平平加并无特别限制，只要不会对本发明的目的产生不利影响即可。平平加是一类脂肪醇聚氧乙烯醚，它可以用化学式RO-(CH2CH2O)n-H表示(R表示烷基，n表示正整数，例如3，8，9，10，15，20，25，30，35)。特别优选的是平平加O-10、平平加O-15、平平加O-20、平平加O-25。
本发明所用的颜料并无特别限制，只要不会对本发明的目的产生不利影响即可。本领域技术人员能够容易地根据所需的水溶性油画棒选择合适的颜料。例如，作为黑色颜料的可以是炭黑、乙炔黑、象牙墨、苯胺黑、黑锑粉等。作为黄色颜料的可以例如但不限于耐晒黄、永固黄、氧化铁黄、锌黄、镉黄、镍钛黄、拿浦黄、萘酚黄S、汉撤黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄、酒石黄等。作为橙色颜料的可以例如但不限于钼橙、镉橙、铬朱红、永久橙GTR、联苯胺橙G等。作为红色颜料的可以例如但不限于氧化铁红、深茜红、绯红色淀、永固红、立索红、吡唑啉酮红、色淀红D、曙红色淀、若丹明色淀B、茜素色淀等。作为褐色颜料的例如但不限于棕土、黄土、烧赭石、富铁煅黄土等。作为紫色颜料的可以例如但不限于锰紫、钴紫、氧化铁紫、甲基紫色淀等。作为蓝色颜料的可以例如但不限于普鲁士蓝、群青、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、阴丹士林蓝BC等。作为绿色颜料的可以例如但不限于铬绿、颜料绿B、孔雀绿色淀、酞菁绿、萘酚绿等。作为白色颜料的可以例如但不限于锌白、二氧化钛、锑白、硫酸锌等。上述颜料可以单独使用，也可以两种或多种组合使用。
本发明的蜡并无特别限制，只要不会对本发明的目的产生不利影响即可。合适的蜡例如但不限于石蜡、微晶蜡、日本蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、褐煤蜡、费希尔吲哚合成蜡。其中，特别优选的是石蜡和费希尔吲哚合成蜡。上述蜡可以单独使用，也可以两种或多种组合使用。
本发明制造水溶性油画棒的方法包括以下步骤(a)将硬脂酸、聚乙二醇、平平加和蜡进行混合熔化；(b)向步骤(a)得到的熔化液中加入颜料和所述填料，进行均匀混合；(c)将步骤(b)得到的均匀混合物加工成微细粒状半固态物；(d)将步骤(c)得到的半固态物混合熔化，形成膏状物；(e)将步骤(d)得到的膏状物通过注入成型形成水溶性油画棒。
在上述方法中，优选是所述步骤(a)的混合熔化温度为50-90℃；所述步骤(b)的混合温度为50-90℃；所述步骤(d)的混合熔化温度为50-90℃；所述步骤(e)中注入成型的冷却温度为10-25℃。优选是，步骤(c)中，通过三辊研磨机将均匀混合物加工成微细粒状半固态物，所述半固态物的粒度在20-50微米。
更优选是，所述步骤(a)的混合熔化温度为55-75℃，所述步骤(b)的混合温度为55-75℃，所述步骤(d)的混合熔化温度为55-75℃，所述步骤(e)中注入成型的冷却温度为14-20℃。
上述步骤(a)的反应时间以完成混合熔化为准，优选是60-120分钟。上述步骤(b)的反应时间以实现混合均匀为准，优选是20-30分钟，优选可采用搅拌的方法来实现混合均匀。上述步骤(e)中注入成型的冷却时间优选为3-15秒，更优选为7-10秒。
在本发明制造水溶性油画棒的方法中，更优选的是，在注入成型形成水溶性油画棒之后，将油画棒放置一段时间，优选是3天以上，更优选是3-4天，然后用自动卷纸机进行卷纸包装。
本发明的主要优点如下(1)本发明的水溶性油画棒既具有油画棒的使用方便、色彩艳丽的特点，同时又具有水彩颜料的调色和水溶功能，并且上色均匀、不留污渍，既可以直接在纸上绘画，也可以在绘画后用蘸水的毛笔在画面上进行调和，表现水彩效果。
(2)本发明的水溶性油画棒不脏手，即便沾到衣服上也易于清理。
(3)本发明的水溶性油画棒除了直接在纸上绘画，还可采用多种其它的绘画手段。例如，可以将棒体削成粉状，加水溶解后用毛笔蘸后进行绘画，这样能够将几种颜色粉末放在一起，进行调色后再使用。又如，还可以用毛笔蘸水，在棒体上轻涂后，用毛笔进行上色。
(4)本发明的水溶性油画棒在制造过程中优选是采用三辊研磨技术，颜料达到微米级细度。
(5)本发明的水溶性油画棒经过国家轻工业文体用品质量监督检测中心检测，符合EN71、ASTM和国家玩具安全标准和油画棒强制标准要求。其中，锑、砷、钡、铬、镉、铅、汞、硒含量分别只有3.52-4.58mg/kg、3.22-3.78mg/kg、52.01-76.48mg/kg、0.98-1.77mg/kg、0.28-0.48mg/kg、8.71-10.01mg/kg、0.10-0.17mg/kg和8.19-10.11mg/kg，远远低于上述标准。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。
实施例1制作1000支水溶性油画棒，其中每支7.5克，原料总重量为7500克。
原料的配方如下22重量％硬脂酸、4重量％聚乙二醇(PEG6000)、15重量％平平加(O-20)、50重量％滑石、7重量％永固黄和2重量％石蜡。
将硬脂酸、聚乙二醇、平平加和石蜡放入搅拌桶进行混合搅拌熔化，温度为85℃，搅拌时间为60分钟。向搅拌后的混合物中加入永固黄和滑石粉，搅拌均匀后，控制温度在75℃，搅拌至20分钟。将搅拌好的的混合物经过三辊研磨机磨制成微细粉质半固态物，再将半固体混合物放入成型机的搅拌桶熔解成膏状，温度为70℃。接着，将上述膏状物料注入到成型机模具中，进行冷却，冷却温度为14℃，冷却时间为7秒钟，由此制得成型的水溶性油画棒。
实施例2制作1000支水溶性油画棒，其中每支7.5克，原料总重量为7500克。
原料的配方如下10重量％硬脂酸、7重量％聚乙二醇(PEG-4000)、4重量％平平加(O-10)、55重量％滑石、20重量％高岭土、2重量％酞菁绿和2重量％费希尔吲哚合成蜡。
将硬脂酸、聚乙二醇、平平加和费希尔吲哚合成蜡放入搅拌桶进行混合搅拌熔化，温度为55℃，搅拌时间为120分钟。向搅拌后的混合物中加入酞菁绿、滑石和高岭土，搅拌均匀后，控制温度在55℃，搅拌至30分钟。将搅拌好的的混合物经过三辊研磨机磨制成微细粉质半固态物，再将半固体混合物放入成型机的搅拌桶熔解成膏状，温度为55℃。接着，将上述膏状物料注入到成型机模具中，进行冷却，冷却温度为10℃，冷却时间为13秒钟，由此制得成型的水溶性油画棒。
实施例3制作1000支水溶性油画棒，其中每支7.5克，原料总重量为7500克。
原料的配方如下10重量％硬脂酸、15重量％聚乙二醇(PEG-6000)、10重量％平平加(O-25)、60重量％滑石、2重量％酞菁蓝和3重量％石蜡。
将硬脂酸、聚乙二醇、平平加和石蜡放入搅拌桶进行混合搅拌熔化，温度为70℃，搅拌时间为100分钟。向搅拌后的混合物中加入酞菁蓝和滑石粉，搅拌均匀后，控制温度在70℃，搅拌至25分钟。将搅拌好的的混合物经过三辊研磨机磨制成微细粉质半固态物，再将半固体混合物放入成型机的搅拌桶熔解成膏状，温度为85℃。接着，将上述膏状物料注入到成型机模具中，进行冷却，冷却温度为20℃，冷却时间为8秒钟，由此制得成型的水溶性油画棒。将成型的水溶性油画棒于室温静置3天，然后卷纸包装，制成成品。
实施例4按实施例3所述制作1000支水溶性油画棒，其中每支7.5克，原料总重量为7500克。不同的是原料的配方如下32重量％硬脂酸、4重量％聚乙二醇(PEG-6000)、4重量％平平加(O-25)、50重量％滑石、2重量％酞菁蓝和8重量％石蜡。
实施例5按实施例3所述制作1000支水溶性油画棒，其中每支7.5克，原料总重量为7500克。不同的是原料的配方如下15重量％硬脂酸、10重量％聚乙二醇(PEG-6000)、6重量％平平加(O-25)、55重量％滑石、10重量％酞菁蓝和4重量％石蜡。
比较例将雅孚(广州)文具工业有限公司生产的商标为“优雅牌”、型号为DO-100-124的水溶性油画棒作为对比例，与本发明实施例3的水溶性油画棒进行比较试验如下。
描画性能用上述两种油画棒在铅画纸上进行描画，结果发现，两者均易粘着纸面且可以重复涂色。然而，在重复涂色时，用肉眼观察颜色的覆盖程度，发现实施例3样品的覆盖程度优良，色块均匀，无底纹；而对比例样品的覆盖程度不够，表现为色块不太均匀且有底纹。
对两种油画棒的蘸水湿涂画性能进行比较，用毛笔蘸适当水在油画棒在纸上的色块涂层上进行调和描画，观察两者的调和描画结果，发现实施例3样品的色块涂层能很快地溶解于水且描画的分散效果很好，没有不溶物或明显痕迹，呈现较好的水彩效果；而对比例样品的色块涂层的溶解和分散的效果一般，表现为蘸水描画后的色彩不够均匀，有底纹。
抗折力将待测油画棒置于37±2℃的恒温箱内1小时后取出，立即跨放在相距4厘米的两个支点上，在两个支点中央施加载荷，用测力计置于受力部位，测量样品断裂时的外加载荷力，作为抗折力。
对比例样品和实施例3样品各取样10支，然后计算抗折力平均值。对比例样品的抗折力为18.5N；实施例3样品的抗折力为24N，较对比例样品提高了30％。
溶解力本试验如下进行取待测油画棒1克左右放入研钵，研磨成粉状，用表面皿称试样0.5克并加水1克，用直径为8mm左右的玻璃棒研磨，观察并记录试样全部溶解于水中所需的时间。
对比例样品完全溶解的时间是2.0分钟；实施例3样品完全溶解的时间是1.5分钟，较对比例加快了25％。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
权利要求
1.一种用于制造水溶性油画棒的组合物，该组合物包括以下组分5-35重量％硬脂酸、4-15重量％聚乙二醇、4-15重量％平平加、50-80重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2-10重量％颜料和2-8重量％蜡。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分的含量分别如下10-32重量％硬脂酸、4-10重量％聚乙二醇、4-10重量％平平加、50-75重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2-10重量％颜料和2-8重量％蜡。
3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述填料是选自滑石或高岭土的一种或两种。
4.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述蜡是选自石蜡或费希尔吲哚合成蜡的一种或两种。
5.一种水溶性油画棒，它由包括以下组分和含量的组合物制成5-35重量％硬脂酸、4-15重量％聚乙二醇、4-15重量％平平加、50-80重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2-10重量％颜料和2-8重量％蜡。
6.如权利要求5所述的水溶性油画棒，其特征在于，所述组合物所包括的组分含量分别如下10-32重量％硬脂酸、4-10重量％聚乙二醇、4-10重量％平平加、50-75重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2-10重量％颜料和2-8重量％蜡。
7.如权利要求5所述的水溶性油画棒，其特征在于，所述填料是选自滑石或高岭土的一种或两种；和/或所述蜡是选自石蜡或费希尔吲哚合成蜡的一种或两种。
8.权利要求5-7中任一项所述的水溶性油画棒的制造方法，该方法包括以下步骤(a)将硬脂酸、聚乙二醇、平平加和蜡进行混合熔化；(b)向步骤(a)得到的熔化液中加入颜料和所述填料，进行均匀混合；(c)将步骤(b)得到的均匀混合物加工成微细粒状半固态物；(d)将步骤(c)得到的半固态物混合熔化，形成膏状物；(e)将步骤(d)得到的膏状物通过注入成型形成水溶性油画棒。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)的混合熔化温度为50-90℃；所述步骤(b)的混合温度为50-90℃；所述步骤(d)的混合熔化温度为50-90℃；所述步骤(e)中注入成型的冷却温度为10-25℃。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(c)中，通过三辊研磨机将均匀混合物加工成微细粒状半固态物，所述半固态物的粒度在20-50微米。
全文摘要
公开了一种用于制造水溶性油画棒的组合物，该组合物包括以下组分5－35重量％硬脂酸、4－15重量％聚乙二醇、4－15重量％平平加、50－80重量％选自滑石、高岭土或碳酸钙的一种或多种填料、2－10重量％颜料和2－8重量％蜡。还公开了由包括上述组分和含量的组合物制成的水溶性油画棒以及该油画棒的制造方法。所述水溶性油画棒既可以作为油画棒又可以作为水彩颜料使用，且色泽鲜艳明丽，描画性能优良，并且抗折力较强。
文档编号B44D2/00GK1900182SQ20061002905
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月18日 优先权日2006年7月18日
发明者黄小喜 申请人:上海乐美文具有限公司