CN106142919A - 一种字体可缩放的写字板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种字体可缩放的写字板，包括带有凹槽的背板，凹槽内充有导电液，凹槽的槽沿上绷设介电弹性体薄膜，介电弹性体薄膜朝向凹槽的一面与导电液相接触，另一面上涂有纳米线电极，导电液与纳米线电极分别与电源连接。通过改变驱动电压的大小和变化频率可以使本发明写字板上的文字或图画产生相应的动态效果，以达到突出显示的目的。
Description
技术领域
本发明涉及书写或绘图器具领域，尤其涉及一种字体可缩放的写字板。
背景技术
日常中，写字板已十分普及，人们在学习、上课、培训时会使用写字板将所要学习或分享的知识通过书写在板面上表达出来，方便沟通。随着应用的普遍，写字板已渗透到我们日常生活的方方面面，在学校、办公室、商场等场合均可看见。
经过较长时间的发展，日常生活中，写字板具有多种多样的形式。最常见的为用粉笔书写的黑白、用白板笔书写的写字白板。
磁性写字板的发明已经有着二三十年的历史了，以其污染少、使用便捷、价格低廉且可以重复使用而一经发明便迅速被广泛使用。传统磁性写字板结构分为三层，上下覆盖层和中间层。其中中间层为小室状网格结构，内容乳液和永磁铁粉，其原理为：磁性笔尖在上覆盖层表面划过，对中间层小室状网格内的永磁铁粉产生吸引力，使永磁铁粉贴近上覆盖层，从而显色。其背后的擦写棒也带有磁性，当擦写棒从下覆盖层下划过时，擦写棒将小格内的永磁铁粉吸至下表面，被乳液覆盖，从而起到擦除效果。另外，乳液的粘稠度较大，使铁粉在不受以上两种磁力吸引时，能保持在当前所在位置静止。这种产品重复使用率极高，不会产生任何污染或者污渍，清洁卫生。公开号为CN104002591A的中国专利文献公开了一种磁性写字板以及配合使用的磁性笔和消字擦，其中磁性写字板包括底垫、容纳仓、位于容纳仓内的磁片以及覆盖在容纳仓表面的带铁粉的透明覆膜。磁片吸附在透明覆膜的底部，一面设置为底色，一面设置为黑色，当磁片黑色的一面吸附在透明覆膜的底部时，形成一个个像素点，构成书写笔迹。
在写字板上书写文字或图画后，有时使用者需要对写字板上的内容进行缩小或放大以起到突出强调的效果，而写在上述各种形式的写字板上的文字或图画大小固定，不能进行缩放。
发明内容
本发明提供一种字体可缩放的写字板，通过电场驱动，写在该写字板上的文字或图画可根据使用者的需要放大、缩小，或者通过放大、缩小形成一定的动态效果，以达到突出显示的目的。
一种字体可缩放的写字板，包括带有凹槽的背板，凹槽内充有导电液，凹槽的槽沿上绷设介电弹性体薄膜，介电弹性体薄膜朝向凹槽的一面与导电液相接触，另一面上涂有纳米线电极，导电液与纳米线电极分别与电源连接。
用墨水在涂覆有纳米线电极的介电弹性体薄膜上写字后，墨迹通过纳米线电极与电源相连，凹槽内的导电液与电源的另一极相连，接通电源施加驱动电压后，导电液与墨迹之间形成电场，驱动二者之间的介电弹性体薄膜发生形变，写在介电弹性体薄膜上的墨迹大小也产生变化，通过改变驱动电压的大小和变化频率可以使本发明写字板上的文字或图画产生相应的动态效果。
凹槽内的导电液与电源的正极相连，纳米线电极与电源的负极相连。
作为优选，所述的背板采用有机玻璃或聚二甲基硅氧烷。
一方面，有机玻璃或聚二甲基硅氧烷具有一定的机械强度，可以使介电弹性体薄膜保持一定的预拉伸状态，另一方面，有机玻璃或聚二甲基硅氧烷具有良好的绝缘性能，保证本发明写字板的安全性能。
作为优选，凹槽的侧壁上开设有入口和出口。
为避免导电液与介电弹性体薄膜之间产生气泡，使导电液与介电弹性体薄膜之间充分接触，从凹槽入口注入导电液，从出口排出导电液内的气泡。
凹槽内使用导电液，导电液能与介电弹性体薄膜充分接触，增加导电面积。
作为优选，所述的导电液为饱和盐水或水凝胶。
进一步优选的，所述的导电液为水凝胶。
水凝胶(Hydrogel)是以水为分散介质的交联聚合物，该交联聚合物是在具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水基团遇水膨胀。水凝胶性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水，通过其吸收的水进行导电。
在实际应用时，介电弹性体薄膜的厚度可根据写字板的尺寸进行调整，通常尺寸越大，需要的驱动力也越大。
作为优选，所述的介电弹性体薄膜处于等双轴预拉伸状态，预拉伸前的厚度为0.5mm～2mm，等双轴预拉伸的拉伸比为1.5×1.5～5×5。
驱动电压为1000V～10000V，由电源提供。
作为优选，所述的介电弹性体薄膜采用VHB系列聚丙烯酸弹性体制备。
介电弹性体薄膜上的纳米线电极用于连通介电弹性体薄膜表面的任意区域。
作为优选，所述的纳米线电极为透明的银纳米线相互交错而成的纳米丝网。
透明的银纳米线不会影响书写效果。
作为优选，银纳米线的宽度为0.1mm～1mm，银纳米线之间的间距为1mm～5mm。
该宽度范围内的银纳米线既能很好的导电，又能在驱动电压下不使介电弹性体薄膜产生较大变形。通过改变相邻银纳米线之间的间距可以调控写字板字体变形的灵敏度。
当在介电弹性体薄膜表面书写后，墨迹被银纳米线导通，形成较大的导电面积，与凹槽内的导电液之间产生较大的吸引力，促使介电弹性体薄膜产生变形。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过改变驱动电压的大小和变化频率可以使本发明写字板上的文字或图画产生相应的动态效果，以达到突出显示的目的。
附图说明
图1为本发明的写字板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的写字板作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1所示，本发明的写字板包括带有凹槽7的背板3，凹槽7内充有导电液，凹槽7的槽沿上绷设介电弹性体薄膜2，介电弹性体薄膜2朝向凹槽7的一面与导电液相接触，另一面上涂有纳米线电极5，导电液与纳米线电极5分别与电源连接。
背板3的材质为硬质材料有机玻璃，也可以为浇注成型的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，背板3的侧壁上开设有入口1和出口8，导电液从入口1注入，导电液中的气泡从出口8排出，使导电液与介电弹性体薄膜2之间充分接触，尽量扩大导电面积。
导电液为水凝胶。水凝胶性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水，通过其吸收的水进行导电。在水凝胶为完全交联前从入口1注入到凹槽7内，在凹槽7内完全交联凝固成型。导电液注入完成后封闭入口1和出口8。
导电液与电源的正极相连，通过正极接口4与电源导通。正极接口4为常用的公母头接口。
介电弹性体薄膜2的材料为VHB4910，介电弹性体薄膜2绷设在凹槽7的槽沿上，处于等双轴预拉伸的状态，预拉伸前的厚度为2mm，等双轴预拉伸的拉伸比为3×3。
通过丝网印刷的方式在预拉伸好的介电弹性体薄膜2的表面印刷透明的银纳米线，银纳米线相互交错成纳米线电极5，用于连通介电弹性体薄膜2表面的各个区域。纳米线电极5通过接地电极6接地。
银纳米线的宽度为0.5mm，该宽度的银纳米线既能很好的导电，又能在驱动电压下不使介电弹性体薄膜产生较大变形。
相邻银纳米线之间的间距为1mm～5mm。通过改变相邻银纳米线之间的间距可以调控写字板字体变形的灵敏度。
当在介电弹性体薄膜2表面书写后，墨迹被银纳米线导通，形成较大的导电面积，与凹槽7内的导电液之间产生较大的吸引力，促使介电弹性体薄膜产生变形。
本实施例的驱动电压为1000V～10000V，由电源提供。
本发明的写字板的工作原理为：
用墨水在涂覆有纳米线电极5的介电弹性体薄膜2表面上写字后，墨迹通过纳米线电极5接地，因此墨迹带有负电荷，凹槽7内的导电液与电源的正极相连，因此带有正电荷，墨迹与导电液之间产生吸引力，该吸引力对处于二者之间的介电弹性体薄膜2产生一个沿着薄膜平面法向的挤压作用，使得原本经过预拉伸的介电弹性体薄膜2变薄，面积增大，使得写在介电弹性体薄膜2的墨迹面积面大，整体效果是写字板上的字体变大；而介电弹性体薄膜2由于经过预拉伸，具有回弹力，当通电之后，由于介电弹性体薄膜2的舒展效果，会使得字体变大，断电后，介电弹性体薄膜2又回到原本的预拉伸状态，字体恢复到正常大小。因此，当给导电液加上循环电压，如方波电压时，该介电弹性体薄膜2就会不断地收缩和舒张，从而使得写字板上的具有相应的动态效果。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种字体可缩放的写字板，其特征在于，包括带有凹槽的背板，凹槽内充有导电液，凹槽的槽沿上绷设介电弹性体薄膜，介电弹性体薄膜朝向凹槽的一面与导电液相接触，另一面上涂有纳米线电极，导电液与纳米线电极分别与电源连接。
2.根据权利要求1所述的写字板，其特征在于，所述的背板采用有机玻璃或聚二甲基硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的写字板，其特征在于，所述的导电液为饱和盐水或水凝胶。
4.根据权利要求1所述的写字板，其特征在于，凹槽的侧壁上开设有入口和出口。
5.根据权利要求1所述的写字板，其特征在于，所述的介电弹性体薄膜处于等双轴预拉伸状态，预拉伸前的厚度为0.5mm～2mm，等双轴预拉伸的拉伸比为1.5×1.5～5×5。
6.根据权利要求5所述的写字板，其特征在于，所述的介电弹性体薄膜采用VHB系列聚丙烯酸弹性体制备。
7.根据权利要求1所述的写字板，其特征在于，所述的纳米线电极为透明的银纳米线相互交错而成的纳米丝网。
8.根据权利要求7所述的写字板，其特征在于，银纳米线的宽度为0.1mm～1mm，银纳米线之间的间距为1mm～5mm。
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