CN1872922A - 液体石墨 - Google Patents

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Abstract

提供一种液体石墨组合物。该液体石墨可被擦除并能使用书写工具例如圆珠笔，以相当于2号标准石墨铅笔的一致性、精度和暗度应用于表面上。该液体石墨含有提供一种黑且连贯的字迹的浓缩物形式的碳粉、溶剂和粘合剂的配方。

Description

液体石墨
优先权声明
本申请要求享有2005年4月16日申请的题为“液体石墨”，编号60/671,967的美国临时专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及一种液体石墨的组合物。更具体地说，本发明涉及一种能被用于书写工具，能彻底擦除，且以相当于标准石墨铅笔的一致性、精度和暗度被应用的碳粉、溶剂和粘合剂的组合物。
背景技术
石墨铅笔获得广泛使用并在书写和标记方面具有明显的优势。尽管实用，但是传统的铅笔有几个缺点。铅笔需要不断的被削尖，在变钝后必须被重新削尖。另外，其石墨芯容易断裂。有些情况下，当石墨芯断裂时，随着石墨从铅笔中完全脱落，铅笔实际上就变得没用。
作为铅笔的替代品，墨水笔得以使用。墨水笔通常包括一个装有墨水笔芯和圆珠尖的长圆筒。尽管墨水笔不需要被削尖也不会断裂，但也有一些固有的缺点。比如，当用于纸上书写时，墨水容易涂污和漏出。另外，由于墨水被吸入纸张纤维，所以多数墨水是不能被擦除的。
为了克服与墨水有关的问题并获得石墨铅笔的益处，几种形式的液体石墨已经被发明了。分别由Cofield等，Goessling和Juelss等，发表的专利号为2,715,388；2,852,397和2,956,038的美国专利公开了多种液体石墨的形式。但是现有的液体石墨组合物存在几个局限。许多液体石墨组合物主要是只有很小石墨浓度的液体，且依靠液体和所溶解的石墨被吸收进入多孔性书写表面，例如纸张，来留下字迹。这一过程将石墨嵌入了书写表面并防止其被擦除。一些现有的液体石墨组合物添加增黑剂如黑墨水用以产生更黑的字迹，这进一步防止了字迹被擦除。另外，使用现有液体石墨组合物的书写工具在应用于书写表面的过程中受淤积的损害，且因液体被吸入纸张而留下一种不连贯的、展开的石墨图纹。大多数现有的液体石墨组合物未达到标准石墨在暗度方面的等级，而且不能被视为业已建立的标准化测试的石墨硬度等级“2号”的等价物。另外，使用现有液体石墨溶液产生的字迹不容易影印或扫描成为电子格式。
因此，存在于液态石墨组合物的工艺中的一种要求是，可擦除并能够被应用于连续、致密的字迹，以适合在标准化测试中使用以及影印或扫描。
发明内容
本发明克服了前述的局限性，并且通过提供一种能够擦除并以相当于标准石墨铅笔的一致性、精度和暗度被应用的液体石墨组合物而满足前述需求。上述液体石墨包括碳、溶剂和粘合剂的配方，其浓度为可在表面上提供一种黑色、连贯的字迹的浓度。液体石墨的应用适用于圆珠笔而且不会留下液体污渍或被吸入纸张。
本发明的一方面，可擦除的液体石墨溶液主要包含碳粉、溶剂和粘合剂的浓缩物。
本发明的另一方面，上述碳粉为石墨粉或碳黑粉。
本发明的又一方面，上述溶剂为醇基溶剂。
本发明的再一方面，上述溶剂为苯甲醇(C7H8O)。
本发明的另外一方面，上述粘合剂为苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
本发明的一方面，溶液中碳粉的体积含量大约是55％到80％，溶液中溶剂的体积含量大约是10％到30％，并且溶液中粘合剂的体积含量大约是5％到15％。
通过某种方法，每种前述成分都可以被制成可擦除的液体石墨溶液。
本发明另一方面，一种书写工具使用可擦除的液体石墨溶液，该溶液含有碳粉、溶剂和粘合剂的浓缩物。
具体实施方式
(1)前言
本发明涉及一种材料组合物，尤其是一种能被用于钢笔或其他书写工具，能彻底擦除，且以相当于标准石墨铅笔的一致性、精度和暗度被应用于表面上的液体石墨组合物。
以下说明的陈述是为了使本领域的普通技术人员能够获得和使用本发明。对于本领域的技术人员来说，各种修改将非常明显，而且此处定义的一般原则可能被应用于较宽范围的情形。因此，本发明将不被所述情形所限制，而是与和上述原则及此处公开的新颖性特征一致的最宽泛的范围相一致。
以下详细说明中，为了更彻底的理解本发明，提出许多具体细节。但是，很显然对于本领域的技术人员来说，不必限于这些具体细节，也可实现本发明。
读者的注意力被指向所有与本说明书同时申请以及随本说明书一起公开供公众审查的文件和文档，以及此处所有这些文件和文档所包含的内容在此引入供参考。除非另外特别说明，本说明书中公开的所有特征(包括任何附带的权利要求、摘要和附图)可以被达到相同、等效或类似目的的替代特征所取代。因此，除非另外特别说明，所公开的每个特征都仅仅是等效或类似的同类特征的一个例子。
此外，权利要求中任何未明确表述的用于实现某种指定功能的“工具(means for)”或用于实现某种特殊功能的“步骤(step for)”的要素，不会像在35U.S.C.第112节，第6段中规定的那样被解释成“工具(means)”或“步骤(step)”的条款。特别是，在此处的权利要求中，“步骤(step of)”或“作用(act of)”的使用无意援引35U.S.C.第112节，第6段的规定。
本发明提供了一种能通过书写工具例如钢笔应用于表面上，并且具有标准石墨铅笔中的固体石墨的性质的液体石墨组合物。上述液体石墨能通过书写工具流畅地用于产生精确、连贯的类似于圆珠笔并相当或优于标准石墨铅笔的字迹。另外，本发明的液体石墨是没有液体增黑剂或墨水的纯碳组合物。本发明的组合物包括一种将碳粘着于书写材料表面而不是让碳被吸收进入书写材料内的液体粘合剂。因此，它可以适用于如纸张等的书写材料表面，并且仍然可用标准橡胶铅笔擦擦除。
本发明中的液体石墨溶液含有足够的碳浓度，能够写得像标准2号铅笔一样黑，使得它适用于要求黑的且可擦除的字迹以用于扫描的标准化测试机器。另外，液体石墨能够在足够的密度和黑度下被应用而可以被光学扫描仪或影印机识别，这使得它适用于必须复制或以电子形式保存的文档。
(2)液体石墨的成分
本发明的液体石墨为碳粉、溶剂和粘合剂的组合物。上述溶剂起将碳粉溶解成为一种液体溶液的作用并有助于碳粉施用于表面上的过程。上述粘合剂起将碳粉粘着于书写材料表面以使碳粉以后能被擦除的作用。
(3)碳粉
本发明的一个实施方案中，将石墨粉，黑色且软质的一种碳的同素异形体，溶于溶剂和粘合剂中形成液体石墨组合物。另外，碳黑粉，另外一种具有相似性质的碳的同素异形体，也能被用于在溶剂中溶解。所用的碳粉颗粒的尺寸会不同，但应该足够小以溶解于溶剂并防止颗粒聚积在书写工具或其他使用液体石墨的工具的尖端。但是，当在表面上使用时，碳粉颗粒必须具有足够被看到的尺寸。
石墨粉或碳黑粉具体的含量将根据所希望的黑度和具体的使用目的而不同。本发明的一个实施方案中，最小为55％的碳黑粉浓度确定了相当于2号标准铅笔的黑度。溶液中的石墨粉或碳黑粉浓度越高，液体石墨在表面上使用时就显得越黑。
(4)溶剂
溶剂的含量决定着液体石墨被擦除的容易程度。溶剂含量越高，从表面上擦除字迹就越难。当溶剂用于书写表面，特别是多孔材料如纸张时，溶剂被吸入纸张然后变干。由此溶剂携带着溶解的碳粉进入纸张中，使其非常难以清除，除非纸张表面被破坏。因此，本发明中，使用低含量的溶剂对于防止碳粉溶解进入所用的表面来说比较理想。本发明的一个实施方案中，溶液中20％体积含量的溶剂与溶液中70％体积含量的碳粉以及溶液中10％体积含量的粘合剂一同使用。在此含量下，溶解到纸张表面上的碳粉量可以忽略不计。
本发明的一方面，溶剂为苯甲醇(C7H8O)。但本领域的技术人员会领会，可以使用其他溶剂获得相似的结果。
(5)粘合剂
粘合剂用来将碳粉粘着于书写材料的表面并防止碳粉被吸入书写表面而不能擦除。粘合剂含量也将根据对液体石墨的使用意图和希望达到的粘着度而变化。本发明的一个实施方案中，溶液中10％体积含量的粘合剂与溶液中70％体积含量的碳粉以及溶液中20％体积含量的溶剂一同使用。
本发明的一个实施方案中，所用的粘合剂为苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。但是本领域的技术人员会领会，可以使用其他粘合剂获得相似结果。

Claims (23)

1.一种可擦除的液体石墨溶液，其基本上由碳粉、溶剂和粘合剂的浓缩物组成。
2.如权利要求1中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中所述碳粉为石墨粉或碳黑粉。
3.如权利要求1中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中所述溶剂为醇基溶剂。
4.如权利要求3中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中所述溶剂为苯甲醇(C7H8O)。
5.如权利要求1中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中所述粘合剂为苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
6.如权利要求1中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中，溶液中碳粉的体积含量大约是55％到80％，溶液中溶剂的体积含量大约是10％到30％，并且溶液中粘合剂的体积含量大约是5％到15％。
7.如权利要求2中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中所述溶剂为醇基溶剂。
8.如权利要求7中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中所述溶剂为苯甲醇(C7H8O)。
9.如权利要求8中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中所述粘合剂为苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
10.如权利要求9中所述的可擦除的液体石墨溶液，其中，溶液中碳粉的体积含量大约是55％到80％，溶液中溶剂的体积含量大约是10％到30％，并且溶液中粘合剂的体积含量大约是5％到15％。
11.一种可擦除的液体石墨溶液，溶液中主要含有大约55％到80％体积含量的碳黑粉，大约10％到30％体积含量的苯甲醇(C7H8O)溶剂和大约5％到15％体积含量的苯甲醛聚合物粘合剂(C6H6OCH2O)。
12.一种制造可擦除的液体石墨溶液的方法，该方法包括：将碳粉浓缩物溶解到溶剂中以产生碳溶液；以及将粘合剂浓缩物与上述碳溶液混合。
13.如权利要求12的方法，其中所述碳粉是石墨粉或者碳黑粉。
14.如权利要求13的方法，其中所述溶剂为醇基溶剂。
15.如权利要求14的方法，其中所述溶剂为苯甲醇(C7H8O)。
16.如权利要求15的方法，其中所述粘合剂为苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
17.如权利要求16的方法，其中，溶液中碳粉的体积含量大约是55％到80％，溶液中溶剂的体积含量大约是10％到30％，并且溶液中粘合剂的体积含量大约是5％到15％。
18.一种使用可擦除的液体石墨溶液的书写工具，该溶液含有碳粉、溶剂和粘合剂的浓缩物。
19.如权利要求18中所述的使用可擦除的液体石墨溶液的书写工具，其中所述碳粉为石墨粉或碳黑粉。
20.如权利要求19中所述的使用可擦除的液体石墨溶液的书写工具，其中所述溶剂为醇基溶剂。
21.如权利要求20中所述的使用可擦除的液体石墨溶液的书写工具，其中所述溶剂为苯甲醇(C7H8O)。
22.如权利要求21中所述的使用可擦除的液体石墨溶液的书写工具，其中所述粘合剂为苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
23.如权利要求22中所述的使用可擦除的液体石墨溶液的书写工具，其中，溶液中碳粉的体积含量大约是55％到80％，溶液中溶剂的体积含量大约是10％到30％，以及溶液中粘合剂的体积含量大约是5％到15％。
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