TWI732243B - 一種可重複書寫板及其用途 - Google Patents
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Abstract
本發明有關於一種可重複書寫板及其用途，可重複書寫板之製作方法包含步驟有將一鋁基材進行一陽極氧化處理，使鋁基材表面生成一多孔氧化鋁層，其中多孔氧化鋁層之孔隙率為10%~80%；以及再於多孔氧化鋁層表面鍍上一金屬層；藉此，使用者可施予或清除一液體於可重複書寫板上達到重複書寫之目的，而使用之液體可例如為水、酒精等常見之液體。
Description
本發明係有關於一種可重複書寫板及其用途，尤其係指一種藉由施予或清除一液體以達到重複書寫功能的可重複書寫板，僅要使用簡單之液體即可在陽極氧化處理後的鋁基材上撰寫文字或圖樣，待液體揮發或是擦拭後，就能清除所撰寫的文字或圖樣。
按，在紙張尚未發明的時代，人們需要記錄文字或圖畫時，通常會使用竹片、陶器、龜甲、羊皮等材料，透過雕刻或是墨水進行記錄；在造紙術出現之後，人們便逐漸改用紙張記錄文字與圖畫，直到現在，紙張仍然在社會中佔有極重要的角色，但目前大多數仍為一次性使用的紙張，而隨著紙張用量越來越大，其生產與丟棄的行為對於環境造成相當大的問題。
由於各國環境保護的意識逐漸提高，因此，除了節省紙張的使用，目前亦有重複書寫的技術被提出，主要以熱致變色、螢光材料或是特殊墨水作為可重複書寫的塗料，即係利用上述該等塗料在紙張上書寫時，透過溫度、燈光等媒介，就能讓書寫的文字或圖畫顯示出來，或是清除所書寫的文字或圖畫；美國專利公告號US 7,381,684 B2「Method for using a rewritable thermal label」即提供一種非接觸式可重複書寫之熱敏標籤，其包含有具有交聯樹脂的錨固塗層(anchor coat layer)、熱敏顯色層(heat-sensitive color development layer)、光吸收和光-熱轉化層(light absorption and
photo-thermal conversion layer)及黏合層(adhesive layer)，其可以按照非接觸式的方法重複記錄和擦除訊息。
然而，在製造這種塗料的過程中，通常需要複雜又危險的化學物質；另，現今亦有重複書寫板的技術，不過其在書寫與擦拭的過程中，也常常伴隨著污染物或是廢棄物，對於環境上仍會造成汙染；爰此，如何提供一種對環境較為友善，又能不透過特殊塗料即可達到重複書寫之功能的技術，即為發明人所思及之方向。
今，發明人即是鑑於上述現有之重複書寫技術於實際實施使用時仍具有多處缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。
本發明主要目的為提供一種可重複書寫板及其用途，其不必使用特殊之墨水進行書寫，僅要在經過陽極氧化處理後的鋁基材上直接以任意常見液體如水或是酒精等液體，即可達到書寫的效果，且在液體揮發或是被擦拭後，就能使可重複書寫板還原成未使用的狀態。
為了達到上述實施目的，本發明一種可重複書寫板之用途，其係藉由施予或清除一液體於一可重複書寫板上達到重複書寫，其中可重複書寫板之製作方法包含步驟有：將一鋁基材進行一陽極氧化處理，使鋁基材表面生成一多孔氧化鋁層，而多孔氧化鋁層之孔隙率為10%~80%；於多孔氧化鋁層表面鍍上一金屬層。
於本發明之一實施例中，液體為水、酒精、甘油或矽油，並被填充於一書寫筆中。
於本發明之一實施例中，書寫筆具有可重複填充液體之儲液空間，並能長時間進行書寫。
於本發明之一實施例中，可重複書寫板係設置於一加熱板上，使加熱板協助清除液體。
於本發明之一實施例中，酸性溶液可例如使用草酸溶液、硫酸溶液或磷酸溶液。
於本發明之一實施例中，陽極氧化處理係先將鋁基材置於0.1M~17.6M酸性溶液之電解液中，並對鋁基材施加一脈衝電壓，持續30秒~500秒，而脈衝電壓為20V~200V之正電壓與-2V~-4V之負電壓。
於本發明之一實施例中，陽極氧化處理係先將鋁基材置於0.1M~17.6M酸性溶液之電解液中，並對鋁基材施加一直流電壓，持續30秒~500秒，而直流電壓為20V~200V之正電壓。
於本發明之一實施例中，於鍍上金屬層前，係可先執行一擴孔處理，將具有多孔氧化鋁層的鋁基材浸置於一蝕刻液中，蝕刻液係使用1wt%~10wt%的磷酸溶液，並將具有多孔氧化鋁層的鋁基材浸置於蝕刻液持續1min~60min。
於本發明之一實施例中，金屬層係以反射率大於70%的金屬材料所構成，且金屬層之厚度介於5nm至15nm。
另，本發明亦揭示一種可重複書寫板，其包含有一鋁基材；一多孔氧化鋁層，係透過一陽極氧化處理而形成於鋁基材之表面，且多孔氧化鋁層之孔隙率為10%~80%；以及一金屬層，係鍍於多孔氧化鋁層之表面。
於本發明之一實施例中，於可重複書寫板上可施予或清除一任意常見之液體，以進行重複書寫之作業。
於本發明之一實施例中，可重複書寫板係進一步設置於一加熱板上。
1:鋁基材
2:多孔氧化鋁層
3:金屬層
4:加熱板
第一圖：本發明其較佳實施例之可重複書寫板結構示意圖。
第二圖：本發明其較佳實施例之實際書寫與擦拭過程圖。
第三圖：本發明其較佳實施例之加熱板清除液體示意圖。
本發明之目的及其結構功能上的優點，將依據以下圖面所示之結構，配合具體實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。
請參閱第一圖與第二圖，本發明一種可重複書寫板之用途，其係藉由施予或清除一任意常見之液體於一可重複書寫板上達到重複書寫，此液體可例如使用水、酒精、甘油或矽油，並被填充於一書寫筆中，此書寫筆具有可重複填充液體之儲液空間，並能長時間進行書寫；其中可重複書寫板之製作方法包含步驟有：將一鋁基材(1)進行一陽極氧化處理，使鋁基材(1)表面生成一多孔氧化鋁層(2)，而多孔氧化鋁層之孔隙率為10%~80%，其中，陽極氧化處理具有兩種處理方式，第一，係先將鋁基材(1)置於0.1M~17.6M酸性溶液之電解液中，並對鋁基材(1)施加一脈衝電壓，持續30秒~500秒，而脈衝電壓為20V~200V之正電壓與-2V~-4V之負電壓；第二，係先將鋁基材(1)置於0.1M~17.6M酸性溶液之電解液中，並對鋁基材(1)施加一直流電壓，持續30秒~500秒，而直流電壓為20V~200V之正電壓；而陽極氧化處理使用之酸性溶液可例如使用草酸溶液、硫酸溶液或磷酸溶液，選用草酸溶液時，濃度為0.25M~0.9M，脈衝電壓之正電壓或直流電壓為20V~150V；選用磷酸溶液時，濃度為1wt%~10wt%，脈衝電壓之正電壓或直流電壓為40V~195V；選用硫酸溶液時，濃度為0.1M~17.6M，脈衝電壓之正電壓或直流電壓為15V~40V；
於多孔氧化鋁層(2)表面鍍上一金屬層(3)，此金屬層(3)係以
反射率大於70%的金屬材料所構成，且金屬層(3)之厚度介於5nm至15nm；此外，可重複書寫板可再設置於一加熱板(4)上，使加熱板(4)協助清除液體，如第三圖所示；進一步地，於鍍上金屬層前，係可先執行一擴孔處理，將具有多孔氧化鋁層的鋁基材浸置於一蝕刻液中，蝕刻液係使用1wt%~10wt%的磷酸溶液，並將具有多孔氧化鋁層的鋁基材浸置於蝕刻液持續1min~60min。
本發明亦提供一種可重複書寫板之結構，其包含有一鋁基材(1)；一多孔氧化鋁層(2)，係透過一陽極氧化處理而形成於鋁基材(1)之表面，且多孔氧化鋁層(2)之孔隙率為10%~80%；以及一金屬層(3)，係鍍於多孔氧化鋁層(2)之表面；藉此結構，僅要於可重複書寫板上施予或清除一液體，即可進行重複書寫之作業；此外，可重複書寫板可進一步設置於一加熱板(4)上，以協助清除液體，如第三圖所示。
此外，藉由下述具體實施例，可進一步證明本發明可實際應用之範圍，但不意欲以任何形式限制本發明之範圍。
請參閱第一圖，本發明使陽極氧化處理後的鋁基材作為可重複書寫板，在製備可重複書寫板時，依陽極氧化處理的方式不同，本發明分為兩實施例分別說明；
實施例一：首先係取一鋁基材(1)，可例如為純鋁基材、鍍鋁基材或鋁合金基材其中之一，於室溫約20℃~40℃下，使用三極式的電化學恆電位儀(Jiehan 5000,Taiwan)執行陽極氧化處理，其中電化學恆電位儀的三個電極分別以鉑網作為輔助電極、鋁試片作為工作電極，Ag/AgCl作為參考電極，陽極氧化處理會將鋁基材(1)置於0.3M草酸溶液之電解液中，對鋁基材(1)施加一脈衝電壓，持續總共
約90秒~300秒的時間，所施加的脈衝電壓為20V~40V之正電壓與-2V之負電壓，其中正電壓及負電壓之脈衝電壓的週期為2秒，亦即，以正電壓的脈衝電壓處理1秒後，再以負電壓的脈衝電壓處理1秒，如此以正電壓及負電壓之脈衝電壓交替處理一段時間後，鋁基材(1)上即可形成多個規則排列的奈米孔洞，即形成多孔氧化鋁層(2)；為了調整多孔氧化鋁層(2)的孔隙率，以及最後可重複書寫板表面所顯示的色彩，可在陽極氧化處理之步驟後，接續進行一擴孔處理，然而，若陽極氧化處理步驟使用磷酸溶液作為電解液，則孔隙率即可達到標準，就不用再進一步執行擴孔處理，較佳的孔隙率為45%；本實施例使用草酸溶液，於是執行擴孔處理時即將具有多孔氧化鋁層(2)的鋁基材(1)浸置於1-10wt%磷酸溶液之蝕刻液中，其溫度約10-45℃，浸置時間約1min~60min，經過擴孔處理後，鋁基材(1)就會產生不同的干涉波長，並根據擴孔處理之時間，會對應形成不同的表面色彩；接著，鋁基材(1)在經過前述步驟處理後，還會鍍上一層厚度約6nm~10nm的金屬層(3)，以製成可重複書寫板，此金屬層(3)可例如使用鉑(Pt)、鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)或銅(Cu)作為材料，或是以前述金屬所構成的合金作為材料，其主要係選用反射率大於70%的金屬材料，鍍上金屬層(3)後，可讓可重複書寫板的表面色彩飽和度更被提升。
實施例二：首先係取一鋁基材(1)，可例如為純鋁基材、鍍鋁基材或鋁合金基材其中之一，於溫度約0℃~25℃下，使用任意波型產生器(WF1944,Taiwan)執行陽極氧化處理，其中任意波型產生器的兩個
電極分別以鉑網作為輔助電極，鋁試片作為工作電極，陽極氧化處理會將鋁基材(1)置於0.3M草酸溶液之電解液中，對鋁基材(1)施加一20V~40V的直流電壓，持續總共約45秒~300秒的時間，鋁基材(1)上即可形成多個規則排列的奈米孔洞，即形成多孔氧化鋁層(2)；為了調整多孔氧化鋁層(2)的孔隙率，以及最後可重複書寫板表面所顯示的色彩，可在陽極氧化處理之步驟後，接續進行一擴孔處理，然而，若陽極氧化處理步驟使用磷酸溶液作為電解液，則孔隙率即可達到標準，就不用再進一步執行擴孔處理，較佳的孔隙率為45%；本實施例使用草酸溶液，於是執行擴孔處理時即將具有多孔氧化鋁層(2)的鋁基材(1)浸置於1-10wt%磷酸溶液之蝕刻液中，其溫度約10-45℃，浸置時間約1min~60min，經過擴孔處理後，鋁基材(1)就會產生不同的干涉波長，並根據擴孔處理之時間，會對應形成不同的表面色彩；接著，鋁基材(1)在經過前述步驟處理後，還會鍍上一層厚度約6nm~10nm的金屬層(3)，以製成可重複書寫板，此金屬層(3)可例如使用鉑(Pt)、鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)或銅(Cu)作為材料，或是以前述金屬所構成的合金作為材料，其主要係選用反射率大於70%的金屬材料，鍍上金屬層(3)後，可讓可重複書寫板的表面色彩飽和度更被提升。
本發明之可重複書寫板製備完成後，請一併參閱第二圖，可重複書寫板如第二圖之(a)所示，在可重複書寫板之表面上能夠以液體直接書寫出文字或繪製出圖樣，液體可填充於市面上的書寫筆中，可例如為水筆，如第二圖之(b)所示，利用書寫筆書寫後可重複書寫板之表面馬上就顯示了NCKUME的文字，而此書寫過程係
屬於物理反應；其中，主要會選擇具有可揮發或易擦拭之特性的液體，可例如使用水、酒精、甘油、矽油等液體，不同的液體也會有不同的色彩表現，而根據可重複書寫板表面所顯示的色彩，液體也會呈現不同的色彩，且又由於金屬層(3)的關係，使得可見光的部分波長因為干涉會增強色彩的呈現；當液體於可重複書寫板上逐漸揮發後，所書寫的文字或圖樣就會逐漸消失，可重複書寫板的表面就會還原到未使用的狀態，而提供使用者再次以液體進行書寫，再者，若將可重複書寫板設置於一加熱板(4)上，使鋁基材(1)之另一面與加熱板(4)接觸，即可透過加熱的步驟，加速揮發的過程，以迅速清除文字或圖樣，如第三圖所示；若不等待液體自行揮發，亦能以直接擦拭的方式或是透過清潔液擦拭的方式，將液體從可重複書寫板之表面上移除，如第二圖之(c)所示，使可重複書寫板的表面還原到未使用的狀態，即係回到(a)的態樣，讓使用者再次以液體進行書寫。
由上述之實施說明可知，本發明與現有技術相較之下，本發明具有以下優點：
1.本發明一種可重複書寫板及其用途，其係將鋁基材經由陽極氧化處理後，以作為可重複書寫板，使用者僅要利用一般常見的液體即可直接在可重複書寫板上直接書寫文字或繪製圖樣。
2.本發明一種可重複書寫板及其用途係僅要將附著於可重複書寫板的液體移除後，就可以讓使用者所書寫的文字或是圖樣消失，令可重複書寫板之表面可再次以液體書寫，且移除液體的過程中，不會產生任何廢棄物與污染物，對於環境不會造成汙染。
3.本發明一種可重複書寫板及其用途，其書寫時係屬於物理反應，相較於習知使用特殊塗料而達到顯色或是除色的化學反應，本發明書寫與清除的過程更有效率。
綜上所述，本發明之一種可重複書寫板及其用途，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。
1:鋁基材
2:多孔氧化鋁層
3:金屬層
Claims (9)
- 一種可重複書寫板之用途，係藉由施予或清除一液體於一可重複書寫板上形成一非永久性的文字或圖案，以達到重複書寫之用途，其中該可重複書寫板之製作方法包含步驟有：將一鋁基材進行一陽極氧化處理，使該鋁基材表面生成一多孔氧化鋁層，該多孔氧化鋁層之孔隙率為10%~80%；於該多孔氧化鋁層表面鍍上一金屬層。
- 如請求項1所述一種可重複書寫板之用途，其中該液體為水、酒精、甘油或矽油，並被填充於一書寫筆中。
- 如請求項2所述一種可重複書寫板之用途，其中該書寫筆具有可重複填充該液體之儲液空間，並能長時間進行書寫。
- 如請求項1所述一種可重複書寫板之用途，其中該可重複書寫板係設置於一加熱板上，使該加熱板協助清除該液體。
- 如請求項1所述一種可重複書寫板之用途，其中該陽極氧化處理係先將鋁基材置於0.1M~17.6M酸性溶液之電解液中，並對該鋁基材施加一直流電壓，持續30秒~500秒，而該直流電壓為20V~200V之正電壓。
- 如請求項1所述一種可重複書寫板之用途，其中該陽極氧化處理係先將鋁基材置於0.1M~17.6M酸性溶液之電解液中， 並對該鋁基材施加一脈衝電壓，持續30秒~500秒，而該脈衝電壓為20V~200V之正電壓與-2V~-4V之負電壓。
- 如請求項5或請求項6所述一種可重複書寫板之用途，其中該酸性溶液係使用草酸溶液、硫酸溶液或磷酸溶液。
- 如請求項1所述一種可重複書寫板之用途，其中於鍍上該金屬層前，係進一步執行一擴孔處理，將具有該多孔氧化鋁層的該鋁基材浸置於一蝕刻液中，該蝕刻液係使用1wt%~10wt%的磷酸溶液，並將具有該多孔氧化鋁層的該鋁基材浸置於該蝕刻液持續1min~60min。
- 如請求項1所述一種可重複書寫板之用途，其中該金屬層係以反射率大於70%的金屬材料所構成，且該金屬層之厚度介於5nm至15nm。
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| TW202102380A TW202102380A (zh) | 2021-01-16 |
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| TW201102460A (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-16 | Univ Nat Cheng Kung | Method for making anodic aluminum oxide film having nanopore |
| CN103582617A (zh) * | 2011-05-31 | 2014-02-12 | 肖特公开股份有限公司 | 用于涂布易清洁涂层的基底元件 |
| CN106117581A (zh) * | 2016-06-26 | 2016-11-16 | 乐凯医疗科技有限公司 | 一种可重复使用的打印材料 |
| TW201704047A (zh) * | 2015-07-17 | 2017-02-01 | 國立成功大學 | 無染劑一次性陽極氧化鋁形成之擬真圖案的製作方法及具有該擬真圖案之基板 |
-
2019
- 2019-07-08 TW TW108123978A patent/TWI732243B/zh active
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