一种可食用油墨及应用该油墨的印字机的制作方法

1.本发明涉及可食用油墨技术领域，具体涉及一种可食用油墨及应用该油墨的印字机。


背景技术：

2.可食用油墨是可以与食品、药品一起吃进人体内的油墨，一般用于食品、药品或者可食用包装材料的表面印刷。可食用油墨因其既可食又可印刷的特性，区别于传统油墨。目前，可食用油墨在我国是被作为复配食品添加剂管理的。
3.申请号201610396493.4的专利公开了一种喷墨印刷用可食用油墨的制备方法及其使用方法。这种油墨可以在各种食品、食品接触材料、食品包装材料等表面形成辨识性良好且具有一定防水性的印字记录。喷墨油墨的原料包括虫胶、纤维素类树脂、乙醇、水等。制造方法是：a、将食用色素分散或溶解到含有纤维素类树脂的水溶液中制得色浆分散体，该分散体中含有50wt％以上的水；b、将虫胶溶解在无水乙醇中制得虫胶溶液，该虫胶溶液中含有50wt％以上的无水乙醇；c、将色浆分散体再次分散到虫胶溶液中，加入一定量的导电盐乳酸钠、ph调节剂碳酸铵、保湿剂、乳化剂、消泡剂等；d、过滤灌装。经研究发现，可食用油墨及应用可食用油墨的印字机，存在以下技术问题：可食用油墨的抗菌性、干燥速度和稳定性等综合性能有待提高，印字机不适用于不同高度尺寸的待印字物品，不能对不同成分的可食用油墨进行印字实验。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可食用油墨及应用该油墨的印字机，用于解决现有技术中可食用油墨的抗菌性、干燥速度和稳定性等综合性能有待提高，印字机不适用于不同高度尺寸的待印字物品，不能对不同成分的可食用油墨进行印字实验的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.本发明提供了一种可食用油墨，由以下重量份的成分制备而成：可食用色素3～5.5份、大豆油3～7份、山梨糖醇1.5～3份、阿拉伯胶0.5～2份、交联羧甲基纤维素钠2～4份、保湿剂2.5～5份、表面活性剂0.2～0.8份、去离子水35～60份、乙醇22～35份；
7.其中，可食用色素为水溶性的合成食用色素，选自柠檬黄、诱惑红、亮蓝、果绿、复合黑中的一种或多种的混合物；保湿剂由丙二醇和丙三醇按照质量比1:3～5混合而成；表面活性剂由壳寡糖、碳酸氢钠和玫瑰精油按照质量比3～5:0.3～0.8:0.1～0.3混合而成。
8.本发明可食用油墨由可食用色素与大豆油、山梨糖醇、阿拉伯胶、交联羧甲基纤维素钠、保湿剂、表面活性剂、去离子水、乙醇复配而成；成分中以大豆油、山梨糖醇、阿拉伯胶作为连结料，大豆油能够降低挥发性有机物含量，适量添加提高了油墨的牢固度和光泽度，提高干燥速度；山梨糖醇和阿拉伯胶在水中的溶解性、酸碱性、黏度方面表现良好，干燥后生成充当可食用色素载体的阻隔层，并提高油墨对承印物的吸附力，使油墨容易转移至承印物上，形成保护印刷图文免受解冻融化水影响的保护层；交联羧甲基纤维素钠具有很强
的吸湿性，在水中形成透明度高的粘稠物，对可食用色素进行包裹以提高稳定性；表面活性剂中壳寡糖具有明显的保湿、抑制有害菌滋生、保持成膜通透性的功能，碳酸氢钠可使油墨呈现膨松、立体的效果，玫瑰精油具有芳香气味和良好的抗菌性能。多种成分复配提高了可食用油墨的抗菌、成膜通透性，并使可食用油墨释放友好气味。
9.进一步的，该可食用油墨的制备方法如下：
10.s1、将可食用色素、保湿剂溶解于30～40℃的去离子水中，搅拌均匀得到色素分散液；
11.s2、将大豆油、山梨糖醇、阿拉伯胶添加到乙醇中，搅拌混合得到胶体溶液；
12.s3、将色素分散液添加至胶体溶液内，再依次加入表面活性剂和交联羧甲基纤维素钠，混合搅拌均匀，过滤灌装得到可食用油墨。
13.本发明还提供了一种应用上述可食用油墨的印字机，包括底座、转动运输盘、安装箱体，转动运输盘的外围滑动设置在底座的上表面，安装箱体设于底座的上方，安装箱体与底座之间设有清洁印字室，安装箱体和清洁印字室内设有可调节印字机构；
14.所述可调节印字机构包括液压气缸、丝杠螺母座、油墨储存印字机构，液压气缸设于安装箱体的顶部，液压气缸内腔的活塞杆竖直向下伸入安装箱体的内腔，油墨储存印字机构设于活塞杆的底部，活塞杆的外围滑动设置有滑动座，滑动座的一侧连接有丝杠螺母座，安装箱体的顶部设有供液压气缸滑动的滑槽；油墨储存印字机构包括储存箱、印字辊筒，印字辊筒设于储存箱的下方，储存箱内设有多个油墨储存盒，油墨储存盒内盛放有不同成分的可食用油墨。
15.进一步的，所述底座和转动运输盘的截面呈圆环形，清洁印字室底部位于转动运输盘的上方具有空腔，底座和清洁印字室的正面分别设有第一可拆卸门和第二可拆卸门；安装箱体的侧壁设有第一伺服电机，第一伺服电机通过联轴器连接有伸入安装箱体内腔的滚珠丝杠，丝杠螺母座内设有与滚珠丝杠外螺纹啮合的内螺纹，滚珠丝杠的末端转动连接有轴承座。
16.进一步的，所述储存箱底部的四个角落均设有连接杆，连接杆的底端通过第一转轴与第一转杆的一端转动连接，第一转杆的另一端通过第二转轴转动连接有第二转杆，处于同一侧的对应的第二转杆之间转动连接有滚动轴，第一转轴和第二转轴的端部之间连接有扭力弹簧；两个滚动轴贯穿两个印字辊筒的轴线方向，两个印字辊筒的外表面接触。
17.进一步的，所述印字辊筒的外形呈圆柱状，印字辊筒的内腔均匀分布多个储墨囊，储墨囊通过油墨管连接有喷墨头，喷墨头内设有多条喷墨槽，储墨囊的截面直径大于油墨管的截面直径；每个油墨储存盒的底部均设有多个喷墨阀，喷墨阀优选自液体电磁阀，喷墨阀与印字辊筒的外表面之间具有间隙。
18.进一步的，所述安装箱体的内腔底部两侧设有鼓风机，鼓风机连接有伸入清洁印字室内腔的吹扫管，吹扫管的末端设有吹扫头；清洁印字室的内壁安装有若干个消毒灯管。
19.进一步的，转动运输盘的底部环形阵列分布有多个安装槽，每个安装槽内均通过两个转动轴转动连接有两个滚筒，两个滚筒的外表面之间摩擦接触且伸出转动运输盘的下表面；底座的侧壁设有第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴连接有伸入转动运输盘底部的固定杆，固定杆的外围连接有用于驱动滚筒转动的凸轮。
20.进一步的，所述转动运输盘的上表面均匀分布有多个放置区，放置区内分布有多
个用于抽取真空的真空口。
21.本发明具备下述有益效果：
22.1、本发明可食用油墨以大豆油、山梨糖醇、阿拉伯胶作为连结料，大豆油能够降低挥发性有机物含量，提高干燥速度；山梨糖醇和阿拉伯胶在干燥后生成充当可食用色素载体的阻隔层，并提高油墨对承印物的吸附力，使油墨容易转移至承印物上，形成保护印刷图文免受解冻融化水影响的保护层；交联羧甲基纤维素钠具有很强的吸湿性，在水中形成透明度高的粘稠物，对可食用色素进行包裹以提高稳定性；表面活性剂中壳寡糖具有明显的保湿、抑制有害菌滋生、保持成膜通透性的功能，碳酸氢钠可使油墨呈现膨松、立体的效果，玫瑰精油具有芳香气味和良好的抗菌性能。多种成分复配提高了可食用油墨的抗菌性、干燥速度和稳定性，并使可食用油墨释放友好气味。
23.2、应用可食用油墨的印字机，印字辊筒的升降调节，便于适用不同高度尺寸的待印字物品，油墨储存盒内盛放有不同配比成分的可食用油墨，方便使用不同成分的可食用油墨进行印字，扩大了印字机的适用范围和对不同成分可食用油墨进行印字实验。
24.3、印字辊筒的结构设置，方便了可食用油墨的储存和印刷，油墨储存盒通过喷墨阀定量释放可食用油墨，节约了可食用油墨的用量，避免可食用油墨暴露在空气中干燥而堵塞喷墨阀。
25.4、鼓风机通过吹扫管、吹扫头向清洁印字室内吹扫空气，保持转动运输盘上表面的洁净；消毒灯管对待印字的区域和待印字物品进行消毒杀菌，保障可食用油墨的无菌印字。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例中应用可食用油墨的印字机的主视图；
28.图2为本发明实施例中应用可食用油墨的印字机去除第一可拆卸门与第二可拆卸门后的结构示意图；
29.图3为图2中a处的局部放大图；
30.图4为本发明实施例中应用可食用油墨的印字机的俯视图；
31.图5为本发明实施例中液压气缸与丝杠螺母座、油墨储存印字机构的配合结构示意图；
32.图6为本发明实施例中液压气缸与丝杠螺母座、油墨储存印字机构的配合结构侧视图；
33.图7为本发明实施例中印字辊筒的中心剖视图；
34.图8为本发明实施例中转动运输盘的仰视图；
35.图9为本发明实施例中第二伺服电机、固定杆、凸轮与转动运输盘的配合结构示意图。
36.图中：100、底座；110、第一可拆卸门；120、第二伺服电机；130、固定杆；140、凸轮；
200、转动运输盘；210、安装槽；220、转动轴；230、滚筒；240、放置区；241、真空口；300、安装箱体；310、液压气缸；311、活塞杆；312、滑动座；313、滑槽；320、丝杠螺母座；330、储存箱；331、油墨储存盒；332、连接杆；333、第一转轴；334、第一转杆；335、第二转轴；336、第二转杆；337、滚动轴；338、喷墨阀；339、扭力弹簧；340、印字辊筒；341、储墨囊；342、油墨管；343、喷墨头；344、喷墨槽；350、第一伺服电机；351、联轴器；352、滚珠丝杠；353、轴承座；360、鼓风机；361、吹扫管；362、吹扫头；400、清洁印字室；410、第二可拆卸门；420、消毒灯管。
具体实施方式
37.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
38.实施例1
39.本实施例提供一种可食用油墨，由以下重量份的成分制备而成：可食用色素4.6份、大豆油5份、山梨糖醇2.5份、阿拉伯胶1.2份、交联羧甲基纤维素钠3份、保湿剂3.6份、表面活性剂0.6份、去离子水45份、乙醇28份。
40.其中，可食用色素选自果绿。保湿剂由丙二醇和丙三醇按照质量比1:3.6混合而成。表面活性剂由壳寡糖、碳酸氢钠和玫瑰精油按照质量比4.5:0.6:0.15混合而成。
41.本实施例可食用油墨的制备方法如下：
42.s1、将可食用色素、保湿剂溶解于36℃的去离子水中，搅拌均匀得到色素分散液；
43.s2、将大豆油、山梨糖醇、阿拉伯胶添加到乙醇中，搅拌混合得到胶体溶液；
44.s3、将色素分散液添加至胶体溶液内，再依次加入表面活性剂和交联羧甲基纤维素钠，混合搅拌均匀，过滤灌装得到可食用油墨。
45.实施例2
46.本实施例提供一种可食用油墨，由以下重量份的成分制备而成：可食用色素5.2份、大豆油6份、山梨糖醇2.5份、阿拉伯胶1.6份、交联羧甲基纤维素钠3.2份、保湿剂4.2份、表面活性剂0.5份、去离子水52份、乙醇30份。
47.其中，可食用色素选自柠檬黄。保湿剂由丙二醇和丙三醇按照质量比1:3.7混合而成。表面活性剂由壳寡糖、碳酸氢钠和玫瑰精油按照质量比4.5:0.7:0.26混合而成。
48.本实施例可食用油墨的制备方法如下：
49.s1、将可食用色素、保湿剂溶解于38℃的去离子水中，搅拌均匀得到色素分散液；
50.s2、将大豆油、山梨糖醇、阿拉伯胶添加到乙醇中，搅拌混合得到胶体溶液；
51.s3、将色素分散液添加至胶体溶液内，再依次加入表面活性剂和交联羧甲基纤维素钠，混合搅拌均匀，过滤灌装得到可食用油墨。
52.实施例3
53.本实施例提供一种可食用油墨，由以下重量份的成分制备而成：可食用色素3.6份、大豆油5.5份、山梨糖醇2.4份、阿拉伯胶1.4份、交联羧甲基纤维素钠3.2份、保湿剂4.3份、表面活性剂0.6份、去离子水50份、乙醇25份。
54.其中，可食用色素选自亮蓝。保湿剂由丙二醇和丙三醇按照质量比1:5混合而成。
表面活性剂由壳寡糖、碳酸氢钠和玫瑰精油按照质量比4.8:0.5:0.3混合而成。
55.本实施例可食用油墨的制备方法如下：
56.s1、将可食用色素、保湿剂溶解于40℃的去离子水中，搅拌均匀得到色素分散液；
57.s2、将大豆油、山梨糖醇、阿拉伯胶添加到乙醇中，搅拌混合得到胶体溶液；
58.s3、将色素分散液添加至胶体溶液内，再依次加入表面活性剂和交联羧甲基纤维素钠，混合搅拌均匀，过滤灌装得到可食用油墨。
59.对比例1
60.本对比例与实施例1的区别在于，未添加大豆油。
61.对比例2
62.本对比例与实施例1的区别在于，未添加表面活性剂。
63.实验例
64.对实施例1
‑
3制备的可食用油墨进行粘度、表面张力、干燥性、附着力、冻融稳定性的测试。其中，粘度测试使用粘度计测定可食用油墨在25℃下的粘度；表面张力测试采用型号为hz
‑
800的全自动表面张力仪在25℃下进行测试；干燥性测试为可食用油墨在25℃下的干燥时间；附着力测试将可食用油墨在25
±
2℃条件下在基材上涂布固化，用划格法测试，测试方法符合gb/t 9286
‑
1998标准要求，测定级数(由优到差)：0、1、2、3、4、5；冻融稳定性测试采用在
‑
20℃条件下放置24小时，测试粘度变化是否小于20％。具体实验结果见下表：
[0065][0066]
由上表可以看出，本发明实施例的可食用油墨，粘度均小于5cps，表面张力大于对比例，干燥速度优于对比例，附着力优于对比例，冻融稳定性优于对比例，说明本发明实施例的可食用油墨具有良好的表面张力、干燥速度和稳定性。
[0067]
实施例4
[0068]
如图1
‑
6所示，本实施例提供一种应用实施例1
‑
3中可食用油墨的印字机，包括底座100、转动运输盘200、安装箱体300，转动运输盘200的外围滑动设置在底座100的上表面，安装箱体300设于底座100的上方，安装箱体300与底座100之间设有清洁印字室400，安装箱体300和清洁印字室400内设有可调节印字机构。
[0069]
可调节印字机构包括液压气缸310、丝杠螺母座320、油墨储存印字机构，液压气缸310设于安装箱体300的顶部，液压气缸310内腔的活塞杆311竖直向下伸入安装箱体300的内腔，油墨储存印字机构设于活塞杆311的底部，活塞杆311的外围滑动设置有滑动座312，滑动座312的一侧连接有丝杠螺母座320，安装箱体300的顶部设有供液压气缸310滑动的滑槽313。油墨储存印字机构包括储存箱330、印字辊筒340，印字辊筒340设于储存箱330的下方，储存箱330内设有多个油墨储存盒331，油墨储存盒331内盛放有不同成分的可食用油
墨。
[0070]
本实施例应用可食用油墨的印字机，通过在安装箱体300和清洁印字室400内设置可调节印字机构，液压气缸310驱动活塞杆311伸缩的过程中，活塞杆311带动油墨储存印字机构上下移动。当油墨储存盒331喷墨至印字辊筒340表面后，随着转动运输盘200在底座100内的旋转，印字辊筒340相对放置在转动运输盘200上的待印字物品摩擦滚动，对待印字物品表面进行印字。印字辊筒340的升降调节，便于适用不同高度尺寸的待印字物品，油墨储存盒331内盛放有不同配比成分的可食用油墨，方便使用不同成分的可食用油墨进行印字，扩大了印字机的适用范围和对不同成分可食用油墨进行印字实验。
[0071]
底座100和转动运输盘200的截面呈圆环形，清洁印字室400底部位于转动运输盘200的上方具有空腔，底座100和清洁印字室400的正面分别设有第一可拆卸门110和第二可拆卸门410。安装箱体300的侧壁设有第一伺服电机350，第一伺服电机350通过联轴器351连接有伸入安装箱体300内腔的滚珠丝杠352，丝杠螺母座320内设有与滚珠丝杠352外螺纹啮合的内螺纹，滚珠丝杠352的末端转动连接有轴承座353。
[0072]
当启动第一伺服电机350后，第一伺服电机350驱动滚珠丝杠352旋转，丝杠螺母座320沿滚珠丝杠352平移，丝杠螺母座320带动滑动座312平移，液压气缸310也沿着滑槽313进行平移滑动，实现油墨储存印字机构水平方向的位置调节。
[0073]
实施例5
[0074]
如图5
‑
7所示，储存箱330底部的四个角落均设有连接杆332，连接杆332的底端通过第一转轴333与第一转杆334的一端转动连接，第一转杆334的另一端通过第二转轴335转动连接有第二转杆336，处于同一侧的对应的第二转杆336之间转动连接有滚动轴337，第一转轴333和第二转轴335的端部之间连接有扭力弹簧339；两个滚动轴337贯穿两个印字辊筒340的轴线方向，两个印字辊筒340的外表面接触，印字辊筒340的外表面设有需要印刷的文字或图案模具。
[0075]
当活塞杆311带动印字辊筒340向下移动对待印字物品进行印字时，第一转杆334绕第一转轴333适应性转动，第二转杆336绕第二转轴335适应性转动，调节印字辊筒340与待印字物品之间的摩擦力，油墨干燥后显示的更加清晰鲜明。扭力弹簧339在当印字辊筒340向上移动时，使第一转杆334和第二转杆336恢复至印字前的状态。
[0076]
印字辊筒340的外形呈圆柱状，印字辊筒340的内腔均匀分布多个储墨囊341，储墨囊341通过油墨管342连接有喷墨头343，喷墨头343内设有多条喷墨槽344，储墨囊341的截面直径大于油墨管342的截面直径。每个油墨储存盒331的底部均设有多个喷墨阀338，喷墨阀338优选自液体电磁阀，喷墨阀338与印字辊筒340的外表面之间具有间隙。
[0077]
印字前，油墨储存盒331内的可食用油墨由喷墨阀338喷淋至印字辊筒340的外表面后，经喷墨槽344、油墨管342进入储墨囊341内进行暂时储存；印字时，随着印字辊筒340相对待印字物品的滚动，对喷墨槽344进行压缩，使得可食用油墨经储墨囊341、油墨管342从喷墨槽344流动至印字辊筒340的外表面，对待印字物品印刷文字或图案。印字辊筒340的结构设置，方便了可食用油墨的储存和印刷，油墨储存盒331通过喷墨阀338定量释放可食用油墨，节约了可食用油墨的用量，避免可食用油墨暴露在空气中干燥而堵塞喷墨阀338。
[0078]
实施例6
[0079]
如图2
‑
3所示，安装箱体300的内腔底部两侧设有鼓风机360，鼓风机360连接有伸
入清洁印字室400内腔的吹扫管361，吹扫管361的末端设有吹扫头362。清洁印字室400的内壁安装有若干个消毒灯管420。鼓风机360通过吹扫管361、吹扫头362向清洁印字室400内吹扫空气，保持转动运输盘200上表面的洁净；消毒灯管420对待印字的区域和待印字物品进行消毒杀菌，保障可食用油墨的无菌印字。
[0080]
如图2、图4、图8
‑
9所示，转动运输盘200的底部环形阵列分布有多个安装槽210，每个安装槽210内均通过两个转动轴220转动连接有两个滚筒230，两个滚筒230的外表面之间摩擦接触且伸出转动运输盘200的下表面。底座100的侧壁设有第二伺服电机120，第二伺服电机120的电机轴连接有伸入转动运输盘200底部的固定杆130，固定杆130的外围连接有用于驱动滚筒230转动的凸轮140。转动运输盘200的上表面均匀分布有多个放置区240，放置区240内分布有多个用于抽取真空的真空口241。
[0081]
第二伺服电机120驱动固定杆130和凸轮140转动时，凸轮140规律性的拨动滚筒230，滚筒230进行滚动的同时使得转动运输盘200绕底座100滑动，使转动运输盘200对待印字物品进行规律运输，保持印字过程的连续化。当然本实施例并不局限于凸轮140与滚筒230的配合方式，也可采用齿轮与齿条的配合方式。放置区240的形状与待印字物品相适应，并不局限于图中所示的圆形，多个真空口241抽取真空后，将待印字物品真空吸附在放置区240内，保持运输和印字过程中的稳定性。
[0082]
实施例7
[0083]
如图1
‑
9所示，本实施例提供一种应用可食用油墨的印字机的工作方法，包括以下步骤：
[0084]
s1、油墨储存盒331内的可食用油墨由喷墨阀338喷淋至印字辊筒340的外表面后，经喷墨槽344、油墨管342进入储墨囊341内进行暂时储存；
[0085]
s2、鼓风机360通过吹扫管361、吹扫头362向清洁印字室400内吹扫空气，保持转动运输盘200上表面的洁净；将待印字物品如纸张、水果、饼干或药物胶囊放置于放置区240内，对真空口241抽取真空；
[0086]
s3、第二伺服电机120驱动固定杆130和凸轮140转动，凸轮140拨动滚筒230，滚筒230进行滚动的同时使得转动运输盘200绕底座100滑动；
[0087]
s4、当待印字物品运输至清洁印字室400内后，液压气缸310驱动活塞杆311向下伸长，印字辊筒340与待印字物品接触并相对待印字物品滚动，对喷墨槽344进行压缩，使得可食用油墨经储墨囊341、油墨管342从喷墨槽344流动至印字辊筒340的外表面，对待印字物品印刷文字或图案。
[0088]
重复步骤s3
‑
s4，对多个待印字物品进行自动化的印字；油墨储存盒331内盛放有不同配比成分的可食用油墨，供印刷形成不同颜色、品质的可食用油墨层。
[0089]
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
[0090]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合
适的方式结合。
[0091]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。