[發明專利]自封裝液態金屬筆及制作方法

有效

• 申請號: 201510744766.5
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN106636829B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 王磊;劉靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C22C28/00
• 分類號: C22C28/00;C22C1/02;B43K19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及材料工程領域，具體地說，涉及一種新型的自封裝液態金屬筆及制作方法。

背景技術

液態金屬可以通過特殊的筆書寫在PVC(聚氯乙烯)表面，從而形成可以書寫的電路。然而由于液態金屬的特殊浸潤性，不能夠浸潤很多表面，為此需要對其進行改性，以方便實際工業應用。

發明內容

本發明的針對液態金屬和多種基底之間相容性差，導致不能在多種基底表面實現書寫的問題，提供了一種新型的可以在多種基底表面或壁面實現書寫，同時邊封裝的液態金屬筆及制作方法。

為了實現本發明目的，本發明首先提供一種液態金屬芯材，所述筆芯的材質為鎵銦合金、鎵銦錫合金或鉍銦錫合金，其粘稠度為500-650Pa.s(約578Pa.s)。

所述鎵銦合金中鎵的質量百分比為75.5％-90％、銦的質量百分比為10％-24.5％；所述鎵銦錫合金中鎵的質量百分比≥75.5％、銦的質量百分比為10％-24.5％、錫的質量百分比≤5％；所述鉍銦錫合金中鉍的質量百分比≥75.5％、銦的質量百分比為10％-24.5％、錫的質量百分比≤5％。

本發明還提供所述液態金屬芯材的制備方法，將液態的鎵銦合金、鎵銦錫合金或鉍銦錫合金進行磁力攪拌3-6小時，攪拌速度為200-500r/min，使液態合金從流動狀態轉變成膏狀(即液態金屬部分氧化，合金中氧化物含量不超過10％)。

本發明還提供一種自封裝液態金屬筆，其是以上述液態金屬芯材作為筆芯，高分子柔性材料作為消耗型外殼筆桿的書寫筆。

所述高分子柔性材料包括蠟、油脂(動物脂肪)等。

本發明進一步提供所述自封裝液態金屬筆的制作方法，將所述液態金屬芯材擠壓或注入到(采用流注法)中空筆桿的內部。

將液態金屬芯材注射到中空的蠟筆或油脂等固體高分子材料中間，在書寫過程中消耗了外部材料，同時將液態金屬書寫在了任意基底表面或壁面。書寫過程中，蠟筆材料或其它封裝材料，會覆蓋在液態金屬表面，實現了邊寫邊封裝的過程。也可以采用不同色彩的蠟質外殼，從而實現彩色液態金屬書寫和封裝。

本發明通過對液態金屬進行改性，使液態金屬由液態變成了膏狀，方便了實際工業應用。在書寫過程，可以實現邊書寫，邊封裝，省略了額外的封裝過程，降低了生產成本。

本發明提供的自封裝液態金屬筆具有以下優點：

(一)本發明提供了一種簡單、低成本的自封裝液態金屬書寫筆。

(二)本發明解決了液態金屬在紙表面不能夠流利書寫的問題，實現了快速書寫。

(三)本發明可以實現在打印紙表面快速書寫，而且實現了邊書寫邊封裝過程，高分子柔性材料(例如蠟筆材料)覆蓋在液態金屬線表面，有效防止了液態金屬的進一步氧化。

(四)本發明自封裝液態金屬筆的制作過程簡單，為大規模生產提供了基礎。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中膏狀液態金屬示意圖。

圖2為本發明實施例1中自封裝液態金屬書寫蠟筆的制作過程示意圖。

圖3為本發明實施例1中蠟筆在灌裝液態金屬的前(a和b)、后狀態(c)和書寫狀態(d)示意圖。

圖4為本發明實施例3中自封裝液態金屬筆的切面及正面示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段，所用原料均為市售商品。

實施例1自封裝液態金屬筆的制作

1、取20ml液態金屬(鎵的質量百分比為75.5％、銦的質量百分比為24.5％)放入燒杯中，通過磁力攪拌3-6小時，攪拌速度為500r/min，使液態金屬部分氧化，從流動狀態轉變成膏狀，其粘稠度約為578Pa.s。

2、取一支蠟筆，通過電鉆將其中間打通，為液態金屬的灌裝做準備。

3、采用流注法，通過注射器將膏狀的液態金屬注射進蠟筆中心，形成自封裝液態金屬筆。

4、通過在紙表面書寫，液態金屬在蠟筆留下的痕跡中間位置，有效防止了液態金屬的進一步氧化，從而實現了邊書寫邊封裝。

圖1為實施例1中膏狀液態金屬示意圖。

圖2為實施例1中自封裝液態金屬書寫蠟筆的制作過程示意圖。

圖3為實施例1中蠟筆在灌裝液態金屬的前(a和b)、后狀態(c)和書寫狀態(d)示意圖。

實施例2自封裝液態金屬筆的制作