CN1063642A - 高清晰度磁性书写板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种磁性书写板及其制造方法，它是用 一片面板和一片底板粘在高约0.8～2.0mm的蜂窝 状网格上构成密封的复合透明板，网格中充满具有一 定屈服值和粘度的白色胶液和细小的墨色或其他颜 色的磁粉，磁笔是可调节长度的，当磁笔在板面上移 动时，将墨色或其他颜色的磁粉吸到到板面形成黑白 分明的文字或图形，其图形连续、稳定、清晰，在笔划 接近和交叉时互相影响小，用磁擦在背面移动即可容 易地消去，使用方便，无毒无污染，可反复使用于各种 需要书写场合。

Description

高清晰度磁性书写板及其制造方法

本发明涉及一种磁性书写显示装置，尤其是一种书写用的文具用品。

用磁性材料来书写文字和图形是人们多年来所期望的一种简易记录信息的方法，因为它性能稳定，清洁卫生，易于书写和消去，可反复使用。实现这一目的的方法是多种多样的；第一类方法是利用磁笔磁力的吸引和排斥，使小的磁棒移动或小的磁球翻转，造成由磁棒或磁球组成的显示板面上出现不同的颜色来书写文字和图形。第二类方法是利用磁性材料的粉末作为象素单元，在磁笔的吸引下集中到板面上，以显示文字和图形。第三类方法是将细小的磁粉悬浮在不同颜色的液体中，利用磁力使其集中来显示。面与本发明同属一类型的是日本pilot公司在1978年发明的磁性书写板，见日本专利《特开昭53-127032》与该公司在美国申报的美国专利NO 4143472。pilot公司发明的磁性书写板是用两片透明塑料板粘在高约1.5mm的蜂窝状网格的面部和底部，构成一个密封的复合蜂窝板；在蜂窝板的空间充满含有少量磁粉和颜料与屈服值大于5达因/cm²的胶状液体，这一磁性书写板在结构上与前人的设计相类似，但它的特点在于应用具有触变性的胶液做书写磁粉的背景材料；当黑色磁粉被磁笔吸引到板面时，与白色胶液呈鲜明的对比，形成文字和图形。由于胶液的屈服值大于5达因/cm²，即大于磁粉本身的重力，在磁笔移开后，磁粉被胶液支撑，保持已书写的位置，形成稳定的图象，当磁擦在磁板背部移动时，磁粉被吸到背部，使面板上的文字和图形消失，恢复成白色。

目前ptlot公司生产的磁板已向全世界出售，这一产品的主要缺点是胶液对磁力线的约束能力差，书写的笔划发毛，不够连续，笔划相互接近或交叉时相互影响范围大，图象模糊，缺乏实用价值，只能作为儿童玩具使用，在国际市场上销售不佳。

本发明的目的是为克服上述不足之处而设计制作一种高清晰度磁性书写板，使其清晰度能达到实用水平，并形成系列产品而广泛应用于学习、书写、绘画、记录等方面。磁性书写板的使用，即磁粉在磁笔吸引下的运动以及书写的轨迹的形成其本质是一种力学现象。书写图象的质量，是磁笔磁力、磁粉的粒度和比重、胶液的屈服值、粘度、面板与底板的距离、磁笔移动的速度等参数综合作用的结果，用微分方程式可以分析出各参数之间的关系以及其最佳配合，从而得出其最佳参数，理论和实践表明，依此采设计和制作磁性书写板可以大大提高其质量，达到高清晰度的书写效果，由于各个参数之间存在着相互制约的作用，对于不同的其他参数，每个参数具有较宽的适用范围，其主要参数范围如下：

1、蜂窝状网格高度      0.8～2.0mm

2、磁笔磁力            600～1800高斯

3、磁擦磁力            600～1600高斯

4、磁粉粒度            ＜60μ(微米)

5、磁粉含量            15～25克/100毫升

6、胶液静切力(屈服值)  15～80达因/cm²

7、胶液粘度            4～12厘泊

根据上述最佳参数设计的高清晰度磁性书写板具有高清晰度的书写效果，它是由磁板、磁擦、磁笔三部分组成的，其中磁板由面板、底板，中间夹有蜂窝状网格的复合板，蜂窝状网格空间中注入具有一定屈服值的白色胶液和细颗粒的黑色或其他颜色的磁粉，制成磁板芯子，将其装在底框中，上面用边框压住并固定构成磁板。磁擦及磁笔均用永久磁铁或电磁电铁制成的，磁擦安放在底框的底部滑道中；磁笔是由可调塑料杆、笔杆、铁环及笔尖组成，铁环固定在笔杆端头部内壁，笔尖固定在可调塑料杆端头部，可调塑料杆与笔杆间为螺纹连接，当旋动可调塑料杆时，即可调节笔尖超出铁环外的长度，控制共磁力强弱，改变书写时笔划的粗细，使用方便。

附图说明：

图1是本发明的胶液力学特性

图2是本发明的磁板俯视图

图3是本发明的磁板俯视图的A-A剖视图

图4是本发明的磁板仰视图

图5是本发明的磁笔结构图

图6是本发明的磁擦剖面图及工作图

图7是本发明的磁笔的书写工作图

下面将结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述，如图1所示，它表示了磁力书写板所采用胶液的力学特性，图中D是切速，τ是切力，τ0是静切力(屈服值)。磁性书写板包括磁板、磁擦及磁笔三部分，如图2、3及4所示，磁板是由面板(1)、底板(2)、蜂窝状网格(3)、白色胶液(4)、磁粉(5)、边框(6)及底框(7)组成，其中面板(1)及底板(2)均是用透明塑料薄板制成，蜂窝状网格(3)是用0.05～0.07mm厚度的塑料片或纸片涂胶粘结，切开及拉伸制成网孔面积约4～5平方毫米，高度为0.8～2.0毫米的网格，再将网格整理后粘在塑料底板(2)上形成网格板，白色胶液(4)是用水或油或其他液体作分散剂，用有机膨润土、膨润土、二氧化硅粉、轻质炭酸钙及金属皂等作为增稠剂，制成具有触变性的胶体，可制成白色的，也可以加入各种颜料，胶液的屈服值应大于磁粉本身的重力，胶液的屈服值τ₀＝15～80达因/cm²为宜。磁粉(5)是一种小于60微米(最好小于44μ)的黑色或其他颜色的Fe₃O₄磁粉；将含有15～25克/100毫升的黑色或其他颜色磁粉的白色胶液注入网格板上的每个网孔中，然后用透明塑料面板(1)粘合，并把其周边封死，使网格成为密封空间，这就制成了磁性书写板芯子，边框(6)是用塑料制成的底部具有多个卡子的框型板，底框(7)是用塑料制成的具有能容纳磁板芯子的空间及安装磁擦的滑道的框架，其周边相对应位置上有多个卡子槽，底框的背板上有许多大孔，以便于磁笔从后面伸进去进行局部消磁，即将笔从背板大孔中伸进去对需要修改的已写好的文字或图形进行局部的修改；将磁板芯子装入底框中，用边框(6)压住并使其卡子插入底框的卡子槽中构成磁性书写板。磁笔是由可调塑料杆(8)、笔杆(9)、铁环(10)及笔尖(11)所组成，可调塑料杆是一根细长塑料圆棒，其一端头固定有磁铁笔尖，介于塑料杆的另一头与笔尖之间有一段外螺纹，笔杆(9)是一根空心塑料管，其一头的内壁上固定有一个铁环(10)，另一头为内螺纹孔，它与可调塑料杆之间为螺纹连接，当旋动可调塑料杆时，即可调节磁铁笔尖超出铁环外的长度，就能调节其磁力的强弱和笔划的粗细；笔尖(11)是用直径为0.6～8mm的永久磁铁棒做成的，其截面可以是圆的，也可以是方的，笔尖的长度为其直径的4～10倍，其磁力一般为600～1800高斯。磁擦是用永久磁铁制成的扁平型的细长棒体，其磁力一般为600～1600高斯，将它置于底框的滑道中，使它能在其中(在书写板的背面)自由移动，它可以是手动的，也可以是电动的，电动的移动机构与计算机中打印机和XY座标函数记录仪机构相仿。磁性书写板与磁擦可以是组合在一起的，也可以是分开的。用萤光粉代替黑色或其它颜色的磁粒注入蜂窝状网格的网孔中，制成萤光磁性书写板，可以取得特殊的艺术效果和用途。还可以制成彩色磁性显示板，在板面上采用红黄绿三种颜色的磁粉，依次排列成行，储存在蜂窝状网格中。在光电管扫描彩色图象时，将分解成红黄绿三种基色，产生不同的电流，控制三支电磁笔的磁力分别吸引三色颜色的磁粉，由于网格子细小，在视觉上可混合成不同的彩色，与彩色电视的原理相仿构成彩色图象。

实例：例1、网格高度1.5毫米，单个网孔面积4～5平方毫米，胶液成份：分散剂72％异链烷烃油，增稠剂为5.9％二氧化硅粉，颜色2.1％钛白粉，20％粒度小于44微米的Fe₃O₄黑色磁粉，其静切力为26.2达因/cm²制成的磁性书写板；磁笔磁力为860高斯时，其书写流利，黑白分明，耐中等震动。与日本1990年生产的磁板效果对比见照片1。例2、用浅黄色胶液制作的磁性书写板作儿童描红习字板，字模是0.1毫米厚度聚脂薄膜制成的25×25毫米大小的汉字字模，其书写效果良好，见照片2。用于描画，也同样获得清晰的画面，见照片3；此外还可在135×210毫米的磁板上进行5位数乘5位数的乘法运算或用做商品标价牌，如照片4所示。

本发明与现有技术相比较具有以下优点：由于高清晰度磁性书写板使用了具有特殊约束力和支撑力的白色胶状液体及细小粒度的磁粉，使书写流利，形成的文字或图形连续、清晰，在笔划接近和交叉时相互影响小，且能稳定地保持在板面上，文字和图形清晰悦目，与日本的磁性书写板对比，如下表：

	高清晰度磁板	日本磁板
			一、书写效果1、连续性2、光滑性3笔划相互影响距离4、最细笔划宽度5、可视最小园圈直径	笔划连续笔划边缘比较光滑1～1.5毫米1～1.2毫米4毫米	不够连续笔划边缘发毛3～3.5毫米2～2.5毫米13毫米
二、实用性1、儿童描红习字板2、商品标价牌3、布告板4、玩具	效果良好效果良好良好良好	不可用不可用不可用可用
			三、其他特性1、静电效应2、耐震性	手摸无污染耐中等震动	手摸有污染不耐震动

而且其底框的背板上具有许多大孔，可用磁笔伸进去对需要修改的已书写好的文字及图形进行局部修改，当需要消去时，用磁擦在磁板背面移动即可容易地消去，使用方便，无毒、无粉尘及油彩的污染，可反复使用，是儿童最佳的习字作画的学习用具，也可作为教学用黑板、布告板、办公室的记事板，会议室的名牌，商品的标价牌、广告板等等，具有广泛的实用价值。

Claims (5)

1、一种高清晰度磁性书写板及其制造方法，它涉及一种利用磁力书写和消去的显示装置；A、高清晰度磁性书写板是由磁板、磁擦及磁笔组成，磁板是一个具有面板和底板，中间夹有蜂窝状网格的复合板装在底框中组成，在复合板上面装有边框，蜂窝状网格的网孔中充满含有磁粉和颜料并具有一定屈服值的胶状液体；磁擦是一个扁平状条形磁铁，具有能在磁板背部消去已书写好的文字和图形的磁力；本发明的特征在于磁笔是由装在笔杆内的可调塑料杆及铁环和具有与胶液力学性质相适应的磁力的笔尖组成，笔杆与可调塑料杆间为螺纹连接；B、具有屈服值的胶液是用水、油或其他液体作分散剂，二氧化硅粉，轻质炭酸钙，金属皂，膨润土作增稠剂调制而成，适用不同的屈服值，随磁板和磁笔的使用条件而变，一般在15～80达因/厘米²之间，磁粉粒度最好在60微米以下，磁粉的含量最好在15～25克/100毫升之间；磁笔和磁擦的磁力应与磁板的结构尺寸和胶液性能相配合，一般为600～1800高斯。

2、根据权利要求1所说的高清晰度磁性书写板，其特征在于所说的磁粉可以是黑色的，也可以是其他颜色的。

3、根据权利要求1所说的高清晰度磁性书写板，其特征在于所说的磁笔和磁擦可以是用永久磁铁，也可以用电磁铁制成的，其书写可以是手动的也可以是电动的。

4、根据权利要求3所说的磁笔可以通过调节杆改变磁笔长度或电流大小来控制其磁力的强弱，笔尖固定在可调塑料杆-端头上。

5、根据权利要求1所说的高清晰度磁性书写板，其特征在于所说的底框底部是具有许多大孔的塑料背板。

Images