專利名稱：液體石墨的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液體石墨的組合物。更具體地說，本發(fā)明涉及一種能被用于書寫工具，能徹底擦除，且以相當于標準石墨鉛筆的一致性、精度和暗度被應用的碳粉、溶劑和粘合劑的組合物。
背景技術：
石墨鉛筆獲得廣泛使用并在書寫和標記方面具有明顯的優(yōu)勢。盡管實用，但是傳統(tǒng)的鉛筆有幾個缺點。鉛筆需要不斷的被削尖，在變鈍后必須被重新削尖。另外，其石墨芯容易斷裂。有些情況下，當石墨芯斷裂時，隨著石墨從鉛筆中完全脫落，鉛筆實際上就變得沒用。
作為鉛筆的替代品，墨水筆得以使用。墨水筆通常包括一個裝有墨水筆芯和圓珠尖的長圓筒。盡管墨水筆不需要被削尖也不會斷裂，但也有一些固有的缺點。比如，當用于紙上書寫時，墨水容易涂污和漏出。另外，由于墨水被吸入紙張纖維，所以多數(shù)墨水是不能被擦除的。
為了克服與墨水有關的問題并獲得石墨鉛筆的益處，幾種形式的液體石墨已經(jīng)被發(fā)明了。分別由Cofield等，Goessling和Juelss等，發(fā)表的專利號為2,715,388；2,852,397和2,956,038的美國專利公開了多種液體石墨的形式。但是現(xiàn)有的液體石墨組合物存在幾個局限。許多液體石墨組合物主要是只有很小石墨濃度的液體，且依靠液體和所溶解的石墨被吸收進入多孔性書寫表面，例如紙張，來留下字跡。這一過程將石墨嵌入了書寫表面并防止其被擦除。一些現(xiàn)有的液體石墨組合物添加增黑劑如黑墨水用以產(chǎn)生更黑的字跡，這進一步防止了字跡被擦除。另外，使用現(xiàn)有液體石墨組合物的書寫工具在應用于書寫表面的過程中受淤積的損害，且因液體被吸入紙張而留下一種不連貫的、展開的石墨圖紋。大多數(shù)現(xiàn)有的液體石墨組合物未達到標準石墨在暗度方面的等級，而且不能被視為業(yè)已建立的標準化測試的石墨硬度等級“2號”的等價物。另外，使用現(xiàn)有液體石墨溶液產(chǎn)生的字跡不容易影印或掃描成為電子格式。
因此，存在于液態(tài)石墨組合物的工藝中的一種要求是，可擦除并能夠被應用于連續(xù)、致密的字跡，以適合在標準化測試中使用以及影印或掃描。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了前述的局限性，并且通過提供一種能夠擦除并以相當于標準石墨鉛筆的一致性、精度和暗度被應用的液體石墨組合物而滿足前述需求。上述液體石墨包括碳、溶劑和粘合劑的配方，其濃度為可在表面上提供一種黑色、連貫的字跡的濃度。液體石墨的應用適用于圓珠筆而且不會留下液體污漬或被吸入紙張。
本發(fā)明的一方面，可擦除的液體石墨溶液主要包含碳粉、溶劑和粘合劑的濃縮物。
本發(fā)明的另一方面，上述碳粉為石墨粉或碳黑粉。
本發(fā)明的又一方面，上述溶劑為醇基溶劑。
本發(fā)明的再一方面，上述溶劑為苯甲醇(C7H8O)。
本發(fā)明的另外一方面，上述粘合劑為苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
本發(fā)明的一方面，溶液中碳粉的體積含量大約是55％到80％，溶液中溶劑的體積含量大約是10％到30％，并且溶液中粘合劑的體積含量大約是5％到15％。
通過某種方法，每種前述成分都可以被制成可擦除的液體石墨溶液。
本發(fā)明另一方面，一種書寫工具使用可擦除的液體石墨溶液，該溶液含有碳粉、溶劑和粘合劑的濃縮物。
具體實施例方式
(1)前言本發(fā)明涉及一種材料組合物，尤其是一種能被用于鋼筆或其他書寫工具，能徹底擦除，且以相當于標準石墨鉛筆的一致性、精度和暗度被應用于表面上的液體石墨組合物。
以下說明的陳述是為了使本領域的普通技術人員能夠獲得和使用本發(fā)明。對于本領域的技術人員來說，各種修改將非常明顯，而且此處定義的一般原則可能被應用于較寬范圍的情形。因此，本發(fā)明將不被所述情形所限制，而是與和上述原則及此處公開的新穎性特征一致的最寬泛的范圍相一致。
以下詳細說明中，為了更徹底的理解本發(fā)明，提出許多具體細節(jié)。但是，很顯然對于本領域的技術人員來說，不必限于這些具體細節(jié)，也可實現(xiàn)本發(fā)明。
讀者的注意力被指向所有與本說明書同時申請以及隨本說明書一起公開供公眾審查的文件和文檔，以及此處所有這些文件和文檔所包含的內(nèi)容在此引入供參考。除非另外特別說明，本說明書中公開的所有特征(包括任何附帶的權利要求、摘要和附圖
)可以被達到相同、等效或類似目的的替代特征所取代。因此，除非另外特別說明，所公開的每個特征都僅僅是等效或類似的同類特征的一個例子。
此外，權利要求中任何未明確表述的用于實現(xiàn)某種指定功能的“工具(means for)”或用于實現(xiàn)某種特殊功能的“步驟(step for)”的要素，不會像在35U.S.C.第112節(jié)，第6段中規(guī)定的那樣被解釋成“工具(means)”或“步驟(step)”的條款。特別是，在此處的權利要求中，“步驟(step of)”或“作用(act of)”的使用無意援引35U.S.C.第112節(jié)，第6段的規(guī)定。
本發(fā)明提供了一種能通過書寫工具例如鋼筆應用于表面上，并且具有標準石墨鉛筆中的固體石墨的性質的液體石墨組合物。上述液體石墨能通過書寫工具流暢地用于產(chǎn)生精確、連貫的類似于圓珠筆并相當或優(yōu)于標準石墨鉛筆的字跡。另外，本發(fā)明的液體石墨是沒有液體增黑劑或墨水的純碳組合物。本發(fā)明的組合物包括一種將碳粘著于書寫材料表面而不是讓碳被吸收進入書寫材料內(nèi)的液體粘合劑。因此，它可以適用于如紙張等的書寫材料表面，并且仍然可用標準橡膠鉛筆擦擦除。
本發(fā)明中的液體石墨溶液含有足夠的碳濃度，能夠寫得像標準2號鉛筆一樣黑，使得它適用于要求黑的且可擦除的字跡以用于掃描的標準化測試機器。另外，液體石墨能夠在足夠的密度和黑度下被應用而可以被光學掃描儀或影印機識別，這使得它適用于必須復制或以電子形式保存的文檔。
(2)液體石墨的成分本發(fā)明的液體石墨為碳粉、溶劑和粘合劑的組合物。上述溶劑起將碳粉溶解成為一種液體溶液的作用并有助于碳粉施用于表面上的過程。上述粘合劑起將碳粉粘著于書寫材料表面以使碳粉以后能被擦除的作用。
(3)碳粉本發(fā)明的一個實施方案中，將石墨粉，黑色且軟質的一種碳的同素異形體，溶于溶劑和粘合劑中形成液體石墨組合物。另外，碳黑粉，另外一種具有相似性質的碳的同素異形體，也能被用于在溶劑中溶解。所用的碳粉顆粒的尺寸會不同，但應該足夠小以溶解于溶劑并防止顆粒聚積在書寫工具或其他使用液體石墨的工具的尖端。但是，當在表面上使用時，碳粉顆粒必須具有足夠被看到的尺寸。
石墨粉或碳黑粉具體的含量將根據(jù)所希望的黑度和具體的使用目的而不同。本發(fā)明的一個實施方案中，最小為55％的碳黑粉濃度確定了相當于2號標準鉛筆的黑度。溶液中的石墨粉或碳黑粉濃度越高，液體石墨在表面上使用時就顯得越黑。
(4)溶劑溶劑的含量決定著液體石墨被擦除的容易程度。溶劑含量越高，從表面上擦除字跡就越難。當溶劑用于書寫表面，特別是多孔材料如紙張時，溶劑被吸入紙張然后變干。由此溶劑攜帶著溶解的碳粉進入紙張中，使其非常難以清除，除非紙張表面被破壞。因此，本發(fā)明中，使用低含量的溶劑對于防止碳粉溶解進入所用的表面來說比較理想。本發(fā)明的一個實施方案中，溶液中20％體積含量的溶劑與溶液中70％體積含量的碳粉以及溶液中10％體積含量的粘合劑一同使用。在此含量下，溶解到紙張表面上的碳粉量可以忽略不計。
本發(fā)明的一方面，溶劑為苯甲醇(C7H8O)。但本領域的技術人員會領會，可以使用其他溶劑獲得相似的結果。
(5)粘合劑粘合劑用來將碳粉粘著于書寫材料的表面并防止碳粉被吸入書寫表面而不能擦除。粘合劑含量也將根據(jù)對液體石墨的使用意圖和希望達到的粘著度而變化。本發(fā)明的一個實施方案中，溶液中10％體積含量的粘合劑與溶液中70％體積含量的碳粉以及溶液中20％體積含量的溶劑一同使用。
本發(fā)明的一個實施方案中，所用的粘合劑為苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。但是本領域的技術人員會領會，可以使用其他粘合劑獲得相似結果。
權利要求
1.一種可擦除的液體石墨溶液，其基本上由碳粉、溶劑和粘合劑的濃縮物組成。
2.如權利要求1中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中所述碳粉為石墨粉或碳黑粉。
3.如權利要求1中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中所述溶劑為醇基溶劑。
4.如權利要求3中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中所述溶劑為苯甲醇(C7H8O)。
5.如權利要求1中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中所述粘合劑為苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
6.如權利要求1中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中，溶液中碳粉的體積含量大約是55％到80％，溶液中溶劑的體積含量大約是10％到30％，并且溶液中粘合劑的體積含量大約是5％到15％。
7.如權利要求2中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中所述溶劑為醇基溶劑。
8.如權利要求7中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中所述溶劑為苯甲醇(C7H8O)。
9.如權利要求8中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中所述粘合劑為苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
10.如權利要求9中所述的可擦除的液體石墨溶液，其中，溶液中碳粉的體積含量大約是55％到80％，溶液中溶劑的體積含量大約是10％到30％，并且溶液中粘合劑的體積含量大約是5％到15％。
11.一種可擦除的液體石墨溶液，溶液中主要含有大約55％到80％體積含量的碳黑粉，大約10％到30％體積含量的苯甲醇(C7H8O)溶劑和大約5％到15％體積含量的苯甲醛聚合物粘合劑(C6H6OCH2O)。
12.一種制造可擦除的液體石墨溶液的方法，該方法包括將碳粉濃縮物溶解到溶劑中以產(chǎn)生碳溶液；以及將粘合劑濃縮物與上述碳溶液混合。
13.如權利要求12的方法，其中所述碳粉是石墨粉或者碳黑粉。
14.如權利要求13的方法，其中所述溶劑為醇基溶劑。
15.如權利要求14的方法，其中所述溶劑為苯甲醇(C7H8O)。
16.如權利要求15的方法，其中所述粘合劑為苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
17.如權利要求16的方法，其中，溶液中碳粉的體積含量大約是55％到80％，溶液中溶劑的體積含量大約是10％到30％，并且溶液中粘合劑的體積含量大約是5％到15％。
18.一種使用可擦除的液體石墨溶液的書寫工具，該溶液含有碳粉、溶劑和粘合劑的濃縮物。
19.如權利要求18中所述的使用可擦除的液體石墨溶液的書寫工具，其中所述碳粉為石墨粉或碳黑粉。
20.如權利要求19中所述的使用可擦除的液體石墨溶液的書寫工具，其中所述溶劑為醇基溶劑。
21.如權利要求20中所述的使用可擦除的液體石墨溶液的書寫工具，其中所述溶劑為苯甲醇(C7H8O)。
22.如權利要求21中所述的使用可擦除的液體石墨溶液的書寫工具，其中所述粘合劑為苯甲醛聚合物(C6H6OCH2O)。
23.如權利要求22中所述的使用可擦除的液體石墨溶液的書寫工具，其中，溶液中碳粉的體積含量大約是55％到80％，溶液中溶劑的體積含量大約是10％到30％，以及溶液中粘合劑的體積含量大約是5％到15％。
全文摘要
提供一種液體石墨組合物。該液體石墨可被擦除并能使用書寫工具例如圓珠筆，以相當于2號標準石墨鉛筆的一致性、精度和暗度應用于表面上。該液體石墨含有提供一種黑且連貫的字跡的濃縮物形式的碳粉、溶劑和粘合劑的配方。
文檔編號C09C1/46GK1872922SQ20061010060
公開日2006年12月6日 申請日期2006年4月17日 優(yōu)先權日2005年4月16日
發(fā)明者K·托雷利, A·巴贊, 鄧廣衡 申請人:Jakks太平洋有限公司