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為了替口腔期的兒子製作天然無毒 誤食免催吐 的蠟筆,開啟了媽媽的漫漫實驗路。

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蠟筆的成分不外乎兩個部分:蠟和色,其中蠟的部分參考國內外網路分享的配方,色的部分則選用可食用的色料。在之前分享的文章中(請見上篇<自製大豆蠟筆初體驗>),初次嘗試網路上的公開配方。這篇文章我想來紀錄一下蠟筆的蠟的配方與實驗結果。色料部分請參考下一篇文章分享(如果我有寫的話啦


觀察網路上的公開配方,不外乎使用大豆蠟、蜂蠟、白蠟等等為基底,添加增加硬度的硬蠟,如小燭樹蠟、硬脂酸或棕櫚蠟;或添加增加黏著度或與提高色料混合的材料,如可可脂、牛油等。由此可知,蠟的配比取決在對蠟筆的要求。我希望用來製作蠟筆的蠟,必須在常溫下為固體,手握著時不會融化、不要黏手。與圖畫紙摩擦時不要太光滑(好上色)的特質,最好不要整沱蠟黏在紙上。並且必須是食用無礙的材料,理想狀況是可食用的食材。

先來瞭解一下蠟的特性

大豆蠟Soy wax:大豆油氫化而成的蠟,熔點介於46~54℃。質地柔軟,與色料混合後,顯色度高。

蜂蠟Beeswax:又稱蜜蠟,從蜂巢提煉。新鮮的蜂蠟呈現淡黃色,經精煉後呈現白色。熔點約介於62~67℃。質地偏硬。

巴西棕櫚蠟 Carnauba wax:又稱為巴西蠟,從巴西棕櫚樹的葉子提煉,高硬度。巴西蠟依純度分T1-T4,T1純度最高,熔點約105~115℃。T3等級的巴西蠟熔點約82~86℃。 

小燭樹脂Candelilla wax:又稱堪地里拉蠟,從小燭樹的莖部提煉,熔點介於65~69℃。質地偏硬。

硬脂酸:由動物性或植物性油脂分離,以化學處理及壓榨等方式分離油酸而成。熔點約71~75℃。

石蠟 paraffin:又稱白蠟,從石油提煉而得,碳數約為20~50之間,多為飽和直鏈。熔點與碳數有關,約為50~70℃。是一般蠟筆最常使用的材料。

蠟的特性
  大豆蠟 蜂蠟 巴西棕櫚蠟T3 小燭樹蠟 硬脂酸 石蠟
熔點 45-54 62-67 83-86 65-69 69 50-70
密度 NA 0.95-0.96 0.99-1 0.98-0.99 NA 0.91
皂化價 NA 75-110 78-88 46-66 197 NA
硬度          

蠟的硬度和熔點與碳數、飽和脂肪比例高低等有關,蠟的特性可以透過熔點、皂化價、碘價等等數值作為輔助判斷。然而其手感和顯色度則無法由參數判斷.......因此,做實驗吧!

實驗設計:
1.以大豆蠟為蠟筆的基底,由於大豆蠟質地偏軟,並且熔點較低,實驗將大豆蠟混合不同比例的硬蠟,如小燭樹蠟、巴西蠟或蜜蠟,觀察蠟融合狀況、軟硬度、蠟與色粉混合狀況、顯色度等等。
2.一樣以大豆蠟為基底,將硬蠟改為巴西蠟。以大豆蠟混合少量巴西蠟,觀察手感及畫畫狀況。
3.改用蜂蠟做為蠟筆的基底,由於蜂蠟在室溫較高(約30度)時表面微濕、黏手,因此實驗用蜂蠟混合不同比例小燭樹蠟,觀察手感及畫畫狀況。


實驗1 大豆蠟與小燭樹蠟

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將大豆蠟以100%、75%、50%、25%、0%等比例混合小燭樹蠟,並且添加足量的色料,實驗使用薑黃粉。20公克的蠟(大豆蠟和小燭樹蠟混合)添加7克的薑黃粉。
步驟:
1.秤重:將大豆蠟、小燭樹蠟和薑黃粉秤重,裝入不銹鋼杯。

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2.隔水加熱:用家中不用的鍋子裝水,再將鋼杯放置其中,隔水加熱,並且將蠟和薑黃粉攪拌混合均勻。

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3.倒入模型,並且放涼約12小時,待中心也硬化之後,就可以脫膜啦。

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4.脫膜,觀察外型,並且在畫紙上畫畫看。

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實驗結果:

第1組是100%的大豆蠟,無小燭樹蠟。成品鬆鬆軟軟、手感像紅豆鬆糕一樣,一捏就碎、而且油油的,完全不能當蠟筆使用呀!顏色分成兩層,不知道是不是薑黃粉無法完全溶解而有沈澱的緣故。單看外觀,好像美味的甜點阿

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第2組是75%大豆蠟+25%小燭樹蠟。成品稍微軟了些,但已有蠟筆的樣子啦。蠟筆的顏色一樣有分層。拿著蠟筆時,手指會沾染顏色。

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第3組是50%大豆蠟+50%小燭樹蠟。成品又更硬了些,表面也較為光滑了。拿著蠟筆時,手指也會沾染顏色,但是較不明顯。

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第4組是25%大豆蠟+75%小燭樹蠟。成品較硬,表面光滑,手感上有點像塑膠玩具。照片中蠟筆邊緣粗糙,是因為模具使用前沒有清潔乾淨的關係。
拿著蠟筆時,手指看不出有沾染顏色。

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第5組是100%小燭樹蠟。基本上這組是當作對照用的,完全不含大豆蠟的狀況。成品硬,但是比指甲軟。表面光滑,外觀像塑膠玩具。拿著時,手指不會沾染顏色。

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將5組蠟筆畫在畫紙上,觀察顯色的狀況。

100%大豆蠟的蠟筆(漩渦狀的蠟筆,照片裡最下方)超級好劃,輕輕一畫就可以在畫紙上呈現飽滿的顏色,不過也會有一整沱蠟留在紙上(太軟了呀)
75%大豆蠟的蠟筆(玫瑰花狀)也很好劃,畫出來的顏色也很飽滿,不過仍然有蠟屑留在紙上。
50%大豆蠟的蠟筆(葉子狀)也算好劃,畫出來的顏色也顯色,而且沒有屑屑耶。(不過這是以我的手徑啦,換成不會控制力道的小孩就....)
25%大豆蠟的蠟筆(愛心狀)畫不太出色,用力畫了幾下後,顏色偏淡了些。如果硬要比喻的話,鬆糕狀蠟筆畫出來的顏色像是切達起司濃郁的黃,25%蠟筆畫的就像檸檬淡淡的黃。
0%大豆蠟100小燭樹蠟的蠟筆(貝殼狀),用力畫了幾下,顏色與25%蠟筆的顏色差不多淡,算是很淡雅的顏色啦

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將5個蠟筆的實驗結果整理成表格:

大豆蠟與小燭樹蠟混合蠟筆

外觀 畫在紙上時
大豆蠟 小燭樹蠟 軟硬度 顏色分層 顯色 屑屑 沾染手指
100% 0% 飽和
75% 25% 稍軟 飽和
50% 50% 偏硬 明顯 極少
25% 75% 偏淡 極少
0% 100% 不會

實驗2 大豆蠟與巴西棕櫚蠟

 

將大豆蠟以75%、50%等比例混合巴西棕櫚蠟,並且添加足量的薑黃粉。步驟與實驗1相同。

實驗結果:

75%大豆蠟+25%巴西蠟。成品硬度和100%小燭樹蠟的蠟筆差不多硬,表面光滑像是塑膠玩具。拿久了,手指也不會沾染顏色。

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50%大豆蠟+50%巴西蠟。成品又更硬了些,表面一樣光滑漂亮。拿著時,手指不會沾染顏色。

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將蠟筆畫在畫紙上,觀察顯色的狀況。

75%大豆蠟+25%巴西蠟的蠟筆很好劃,畫出來的顏色也很飽滿,介於實驗1中75%和50%大豆蠟蠟筆畫出來的顏色之間,而且只有非常少蠟屑留在紙上。
50%大豆蠟+50巴西蠟的蠟筆也算好劃,畫出來的顏色也明顯,並且不太產生屑屑。

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實驗結果整理成表格:

大豆蠟與巴西蠟混合蠟筆

外觀 畫在紙上時
大豆蠟 巴西蠟 軟硬度 顏色分層 顯色 屑屑 沾染手指
75% 25% 飽和 不會
50% 50% 明顯 不會

實驗3 蜂蠟與小燭樹蠟

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將蜂蠟以100%、75%、50%、25%、0%等比例混合小燭樹蠟,並且添加薑黃粉。步驟同實驗1。

實驗結果:

第1組是100%的蜂蠟,無小燭樹蠟。成品偏硬、成品表面光滑漂亮,手感像塑膠玩具,顏色稍微有分層。稍微會沾染手指。

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第2組是75%蜂蠟+25%小燭樹蠟。成品稍微更硬了些,一樣光滑漂亮,顏色一樣有分層。手指不會沾染顏色。

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第3組是50%蜂蠟+50%小燭樹蠟。成品硬,顏色稍微分層。

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第4組是25%蜂蠟+75%小燭樹蠟。成品硬,顏色無分層、也不會沾染手指。

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第5組是100%小燭樹蠟。同實驗1。

相片 2017-6-20 上午8 49 49.jpg

將5組蠟筆畫在畫紙上,觀察顯色的狀況。

100%蜂蠟的蠟筆容易劃,顏色蠻顯色的,不過會有蠟屑留在紙上。
75%蜂蠟的蠟筆也好劃,畫出來的顏色也顯色,只有少量蠟屑留在紙上。
50%蜂蠟的蠟筆也算好劃,畫出來的顏色也顯色,只有少量屑屑。
25%蜂蠟的蠟筆畫不太出色,用力畫了幾下後,顏色也偏淡了些。

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將5個蠟筆的實驗結果整理成表格:

蜂蠟與小燭樹蠟混合蠟筆

外觀 畫在紙上時
蜂蠟 小燭樹蠟 軟硬度 顏色分層 顯色 屑屑 沾染手指
100% 0% 明顯
75% 25% 明顯 少量 稍微
50% 50% 明顯 少量 稍微
25% 75% 偏淡 不會
0% 100% 不會

實驗心得:

由實驗結果可以觀察出,大豆蠟與色料混合後,畫在畫紙上的顏色較為飽和。因此大豆蠟的比例提高,有利於蠟筆畫畫的功能。在綜合考量軟硬度、手指染色以及蠟屑的狀況,大豆蠟筆以大豆蠟和小燭樹蠟各50%,以及大豆蠟75%混合巴西蠟25%的配方較佳。

蜂蠟的硬度較高,顯色度表現尚可、略差於大豆蠟。在綜合考量下,蜂蠟蠟筆以蜂蠟50-75%混合小燭樹蠟25-50%的配方為佳。

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