一种水晶皂的制备方法
技术领域
本发明属于日用化学品领域，涉及一种水晶皂的制备方法。
背景技术
随人们生活水平提高，消费者不满足透明皂仅限于洗洁，而追求多种功能，功能方面可通过添加不同成分而获得相应地功能，但是添加物不同分子结构不同，添加过量会破坏透明皂结晶相稳定性，因此选用科学配比添加功能成份保持透明皂透明度产品开发市场前景广阔；鉴于人们对于健康的追求越来越高，急需一种具有杀菌消毒功能的透明皂。另外，美观度方面，由于现有大多数透明皂外形单一，无法满足人们对于透明皂多样化外观的要求。中国地大物博，文化历史渊源久远，现代保留下来的历史文物为后人积累了无价的财富，以北京故宫博物馆为例，其中和氏璧及玉玺为国家一级文物镇馆之宝，对研究我国文化历史和文化传统都具有重要意义。一直以来人们只能通过玻璃观看，无法近距离观赏更不能把玩，采用天然玉器伪造仿真品会引发社会犯罪；为此本发明提供一种透明皂制作方法，采用该方法可以制得一种具有特殊外形(如文物外形)且具有消毒杀菌功能的透明皂。
发明内容
本发明提供一种水晶皂的制备方法，该方法制得的水晶皂内有文物素材或动植物标本素材作为妆饰物，产品清澈明亮，迷彩斑斓，既可观赏，又可以把玩，同时培养人们勤洗手保持个人卫生良好习惯。
本发明采用以下技术方案实现：
一种水晶皂的制备方法，以国产透明皂基为主要原料，添加丁香植物精油、龙脑樟植物精油、甘油和PCMX混合制成功能型复合皂液材料，并采用以下任一种方法制备得到水晶皂：
a.将功能型复合皂液材料熔铸于透明材质模具中；所述的透明材质模具装有装饰物；所述的装饰物是经消毒冻干护色技术处理的文物素材或动植物标本素材；所述文物素材是采用功能型复合皂液材料经电脑3D打印得到的；
b.采用功能型复合皂液材料经电脑3D打印直接得到。
上述技术方案中，进一步地，所述功能型复合皂液材料的配方为：透明皂基:丁香植物精油:龙脑樟植物精油:甘油＝65:5:12:18；PCMX添加为0.1～0.2％。
更进一步地，所述的装饰品的制备方法如下：
一类是古文物、动植物化石和佩饰物等原图照片，采用3D打印制成的妆饰物作为文物素材；另一类是昆虫，或植物花朵果实等标本作为动植物标本素材；以上材料可同时准备适量，如果是活体动物先在瓶中麻醉窒息后取出再随其他样品材料分类，轻轻摆放在有金属网的冻干盒中相互留有间隔，然后放在冷冻干燥机冻干仓冷冻隔板上，最底层隔板下放小型可遥控操作臭氧O3消毒发生器(市场有售)；
所述消毒冻干护色技术处理具体如下：
1)消毒：关闭冻干仓可透视密封门并旋紧仓门螺栓，关闭排气阀使冻干仓处于完全密闭，调整仓内温度T＝55℃；打开臭氧O3发生器，调节设置使仓内臭氧O3浓度达到0.6～1.0PPm保持30～50分钟，仓内所有物体被消毒效果达99.99％，消毒结束；
2)冻干：消毒结束后遥控关闭臭氧O3发生器，设定冷冻干燥机干燥工作曲线T：t1)0.5小时内使仓内温度达-28℃并保持速冻1小时；t2)开真空泵保持抽真空3小时；t3)保持抽真空状态升温2小时使仓内温度达-5℃并保持1小时；t4)保持抽真空状态升温3小时使仓内温度达15℃并保持3小时后停机；设定完毕先开机冷冻1.5小时后开启真空泵，进入无人操作模式，结束时仓内负压，含水量<5～8％；样品形状和护色效果保持最好；
冻干工作曲线时长：T＝t1+t2+t3+t4＝13.5hr
其中：t1＝(0.5+1)hr/-28℃；
t2＝3hr/-28℃；
t3＝(2+1)hr/-5℃；
t4＝(3+3)hr/15℃；
3)贮存备用：冷冻干燥结束时冻干仓内处于负压状态，所有样品原有色形保持不变，并且无菌，含水量<5～8％；打开排气阀使冻干仓内缓缓进入干燥的过滤空气至仓内外压力一致，松开仓门螺栓打开冻干仓可透视密封门取出处理后的装饰物并分类别密封于带有干燥剂的铝泊袋、带磨砂的广口玻璃瓶或密闭的透明塑料盒等内备用。
更进一步地，所述的水晶皂的制备方法如下：
所述方法a具体为：选择透明材质模具(如透明PET吸缩塑料壳、透明玻璃罩杯或透明亚格力抽拉盒等材质)，将一枚或多枚处理后的装饰物放置于创意设计的模具底部中间位置，用灌注分装机缓缓注入融化好的功能型复合皂液材料至完全浸没处理样品止，全程没有气泡，冷却后得到水晶皂；
所述方法b具体为：采集原图片，不需要妆饰，由功能型复合皂液材料采用3D打印直接得到水晶皂。3D打印最大优点是不再需要模具、制模和脱模等工艺，由原图片就可以获得比例不等的实物原型，关键在于控制复合皂液材料温度、3D打印机温度和实物凝固点温度，使“三点温度”达到动态平衡，即满足打印需要又保持实物快速凝固不变形。打印后产品进行雕刻和宣染修复制成功能型文物素材精美艺术水晶皂。
本发明谨慎选用添加物：PCMX(对甲基二氯苯酚)被广泛用于各类化妆品、洗洁液等消毒杀菌，对H3N2流感病毒有较强灭活效果；龙脑樟精油，天然植物冰片，驱蚊醒目；丁香植物精油，改善环境空气，适合男女老幼；甘油，洗净力强，泡沫丰富，手感好。添加功能性物质，不同功能物质分子结构不同，物质之间产生交互作用不同，由此会改变皂基结晶相进而影响透明度，但量变才会产生质变，经过正交试验得到各物质科学用量，即满足功能需要又不影响透明度，配方为：透明皂基:丁香精油:龙脑樟精油:甘油＝65:5:12:18，PCMX添加仅为01.～0.2％，对透明度影响忽略不计，但对H3N2病毒有较好的灭活效果。
本发明采用3D打印技术(方法b)制作比例不等的仿真品，不但能满足人们的猎奇心，还能更好的宣传我国古文化，同时养成防疫勤洗手保持个人卫生良好习惯。
制作方法a属于纯手工制作，将功能型复合皂液材料熔铸于透明材质模具中，并放入处理过的妆饰物，其中模具造型可以经各种创意设计得到；透明材料可以是PET吸缩塑料、玻璃罩杯或是亚格力抽拉盒等，根据妆饰物不同，不仅制作产品丰富，而且能满足不同场景的应用需要。所述妆饰物取材丰富，制作者年龄不同对妆饰物选择不同，因此本产品适合6岁以上至成人DIY纯手工制作，特别是适合儿童与青少年因疫情宅在家里，既可远离手机又可以益智普及科学知识，还能锻炼动手能力，因此开发本方法具有较好的社会意义。
本发明的有益之处在于：
1)事实证明本发明优化配方对透明皂基的透明度几乎没有影响，克服了功能型透明皂不透明的技术难题，为透明皂开发探索了新途径。
2)在冻干仓密闭环境下臭氧O3对妆饰物消毒更彻底，有利于产品卫生指标更安全，还能有效减少常规方法先在仓外消毒再冻干过程中带来的二次污染及人工搬运成本。
3)低温真空干燥降低妆饰物水分能减少天然色素氧化而导致褪色；消毒护色同步完成，工艺优化，操作简便。
4)添加PCMX成功用于透明皂杀菌消毒尚属首次，经过检测对H3N2流感病毒灭活效果指数>4，与美国《感染控制杂志》2020年第48期发表的研究结果相一致。
5)添加PCMX使透明皂即有病毒灭活功能，又有精美艺术加工效果，将为透明皂日常用品在疾控防疫领域开发展示广阔前景。
附图说明
图1为消毒冻干护色技术处理设备示意图；
其中，1、低温冷冻干燥机；2、冻干仓可透视密封门；3、冷冻隔板；4、仓门螺栓；5、冻干盒；6、臭氧O3发生器；7、控制面板；8、排气阀；9、真空泵。
具体实施方式
实施例1：鸭嘴兽形吸缩塑料壳油菜花水晶皂
1)制作：取创意设计鸭嘴兽形透明PET吸缩塑料壳并打开，取经过消毒冻干护色技术处理的样品油菜花，轻轻放入吸缩塑料壳底部中间位置，用压力式灌注分装机缓缓注入复合皂液材料，全过程纯属手工制作无气泡，冷却后盖好透明PET吸缩塑料壳，并贴附标签说明，鸭嘴兽形吸缩塑料壳油菜花水晶皂制作完成。
2)使用方法：取鸭嘴兽形吸缩塑料壳油菜花水晶皂，撕开双面胶保护纸，贴附在方便使用的物体表面如学生书包，洗手台边等；使用时打开透明PET吸缩塑料壳，用手指轻轻刮取少许涂抹于掌心，沾水后双手揉搓至出现丰富泡沫，再清水洗净后用清洁毛巾擦干双手即达到手消毒明显效果。
3)应用例：如小学生可贴附在书包外表面方便索取，在水晶皂外包装处贴附标签：学校、班级和学号，详细说明洗护流程，培养小学生爱洗手讲卫生良好习惯。
实施例2：电脑3D打印伊蚊素材水晶皂
1)制作：选用创意设计透明六角玻璃罩杯模具并打开上盖，取采集伊蚊原照图片用三维数字技术复原电脑3D打印放大1:3～5倍伊蚊仿真素材，将经过消毒冻干护色技术处理的仿真素材轻轻放入六角玻璃罩杯底部中间位置，用压力式灌注分装机缓缓注入复合皂液材料完全浸没仿真素材至合适位置止，全过程纯属手工制作无气泡，冷却后盖好上盖，用透明不干胶将边口密封，电脑3D打印伊蚊素材水晶皂制作完成。
2)使用方法：首先将电脑3D打印伊蚊素材水晶皂的真空气胶垫气体排净，使脚座固定在光滑的平面上，撕开罩杯模具边口密封不干胶打开上盖，用沾过清水的手指沾取水晶皂反复涂抹于掌心，至掌心有大量丰富泡沫，双手反复揉搓，再用清水洗净后找清洁毛巾擦干双手即达到手消毒明显效果。
3)应用例：伊蚊是登革热病毒的宿主，有报道在埃及沙漠上发观200年前登革热病毒伊蚊虫卵，条件适合仍有活性，会使人感染登革热病毒，受感染者轻则脑瘫，重则死亡，致死率极高。被患上登革热不但病毒人传人，而且普通蚊子叮咬患者后也会传染其他人；至今人类还无法获得登革热病毒疫苗，所以伊蚊被世界卫生组织列为重点防疫对象，我国也早己将伊蚊登革热病毒列为重点防疫对象。伊蚊始于非洲热带丛林，近于赤道线，随伊蚊变异进化，我国上海有过发现伊蚊报道，受到有关部门高度重视并及时得到控制！伊蚊特点很易辩认，身上有黑白色麻点和斑马纹，比普通蚊子略小，所以有黑白麻点的蚊子千万小心！本实施例采用六角杯设计目的在于可用杯的六个侧面进行大量文字描述，有利于我国疾控防疫事业科普宣传。产品也适合我国新兴的房车事业，随车携带放在洗手池旁或睡觉的床头，产品晶莹剔透，实物感图案清晰，驱蚊醒目，气味芬芳，使人们掌握辨认技巧并经常了解伊蚊的危害，同时懂得勤洗手的重要意义。
实施例3：抽拉盒草莓精美工艺水晶皂
1)制作：采用创意设计亚格力抽拉式透明水晶盒模具，取果实类植物标本处理样品草莓(经过消毒冻干护色技术处理)，轻轻放入与抽拉式透明水晶盒子相同的硅胶模具底部，用压力式灌注分装机缓缓注入复合皂液材料至完全浸没草莓止，全过程纯属手工制作无气泡，冷却后从硅胶模具中取出用低温环境激光切割技术沿水平面切成0.5mm超薄水晶皂片并保持整体不变放置于抽拉式透明水晶盒的子盒中，将子盒推回到母盒中，抽拉盒草莓精美工艺水晶皂制做完成。
2)使用方法：抽拉盒草莓精美工艺水晶皂即可以随身携带，还可以撕去双面胶保护纸贴附于方便索取的物体表面，使用时从抽拉孔位置抽出子盒，取出一片超薄水晶皂片后将子盒推回到母盒复位，精美的草莓水晶皂整体图形不受影响，每次洗手用一片直到最后用完。
3)应用例：由于草莓处理样品采用特殊的冷冻干燥工艺加工制作，萎缩率低于1％，在确保无菌同时还极好的保持了草莓色形天作珍容，制成水晶皂令人赏心悦目，产品首先适合用于驾驶室，驱蚊醒目，气味芬芳，即减缓驾驶疲劳，还利于防疫勤洗手保持个人卫生。
上述实施例1-3中，所述消毒冻干护色技术处理具体为：
同时准备适量装饰物，如果是活体动物先在瓶中麻醉至息后取出再随其他样品材料分类，轻轻摆放在有金属网的冻干盒5中相互留有间隔，然后放在低温冷冻干燥机1的冷冻隔板3上，最底层隔板下放小型可遥控操作的臭氧O3发生器6(市场有售)，见图1。
1)消毒：关闭冷冻仓可透视密封门2并旋紧仓门螺栓4，关闭排气阀8使冷冻仓处于完全密闭，调整仓内温度T＝55℃，打开臭氧O3发生器6，调节设置使仓内臭氧O3浓度达到0.6～1.0PPm保持30～50分钟；仓内所有物体被消毒效果达99.99％，消毒结束；
2)冻干：消毒结束后遥控关闭臭氧O3发生器6，设定低温冷冻干燥机1干燥工作曲线T：t1)0.5小时内使仓内温度达-28℃并保持速冻1小时；t2)开真空泵9保持抽真空3小时；t3)保持抽真空状态升温2小时使仓内温度达-5℃并保持1小时；t4)保持抽真空状态升温3小时使仓内温度达15℃并保持3小时后停机；在控制面板7设定完毕先开机冷冻1.5小时后开启真空泵9，进入无人操作模式，结束时仓内负压，含水量<5～8％；
冻干工作曲线时长：T＝t1+t2+t3+t4＝13.5hr
其中：t1＝(0.5+1)hr/-28℃；
t2＝3hr/-28℃；
t3＝(2+1)hr/-5℃；
t4＝(3+3)hr/15℃；
3)贮存备用：打开排气阀8使冷冻仓内缓缓进入干燥的过滤空气至仓内外压力一致，松开仓门螺栓4打开冻干仓可透视密封门2取出处理后的装饰品并分类别密封于带有干燥剂的铝泊袋、带磨砂的广口玻璃瓶或密闭的透明塑料盒内备用。
实施例4：仿古文物素材玉璧精美工艺水晶皂
1)制作：无妆饰，采集玉璧原照图片用三维数字技术复原电脑3D打印1:1倍仿真复原素材，三维数字技术复原电脑3D打印最大优点是不再需要模具、制模和脱模等工艺，由图片就可以获得按需要比例的实物原型。调整复合皂液材料控制温度为60～62℃，打印机温度为50～55℃，实物边打印边吹入42℃度冷风降温，以保持实物快速定型。全部打印完成后冷却定型再经过雕刻和宣染修复，装入创意设计的礼品盒内，仿古文物素材玉璧精美工艺水晶皂制作完成。
2)产品应用，玉璧为国家一级文物，玉有祥和富裕之意，战国时期和氏玉璧为国之瑰宝，形容可用十五座城池交换。一直以来人们只能在图片或是博物馆藏看到，没有过触摸的感觉。透明皂经过调和可以达到玉的成色效果，晶莹剔透，完美无瑕，经过三维数字技术复原电脑3D打印成为个人属品，不但满足人们触摸快感，还有利于防疫勤洗手保持个人卫生。
实施例5：仿古文物素材玉玺精美工艺水晶皂
1)制作：雕塑无妆饰，采集玉玺原照图片用三维数字技术复原电脑3D打印1:1.3倍仿真复原素材，三维数字技术复原电脑3D打印最大优点是不再需要模具、制模和脱模等工艺，由图片就可以获得按需要比例的实物原型。由于玉玺实物密度较大，调整复合皂液材料控制温度为58～60℃，打印机温度为53～55℃，实物边打印边吹入38℃度冷风降温，以保持实物快速定型。全部打印完成后冷却定型再经过雕刻和宣染修复，装入创意设计的礼品盒内，仿古文物素材玉玺精美工艺水晶皂制作完成。
2)产品应用：玉玺为国家一级文物，是我国较早的国家权利象征，其雕刻精美语无伦比，一直以来人们只能在图片或是博物馆藏看到，无法近距离观赏细微之处，更没有过触摸的感觉。透明皂经过调和可以达到玉的成色效果，晶莹剔透，完美无瑕，经过三维数字技术复原电脑3D打印可成为个人物品，还有利于防疫勤洗手保持个人卫生。
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