用于去除热可变油墨的加热擦除器的制作方法

本申请要求2015年6月30日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2015-0093615和2016年3月31日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2016-0039421的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于去除热可变油墨的加热擦除器，更具体地涉及一种可以通过向由使用微胶囊化的热可变油墨的书写工具所书写的基材上瞬时施加所选择的温度下的热而改变或去除颜色、且同时是简单的且增加了便携性的用于去除热可变油墨的加热擦除器。

本发明是作为政府支持项目的小型企业管理局下的小型企业技术和信息代理招商的技术创新发展项目(Technology Innovation Development Project of the Small Business Technology and Information Promotion Agency)在2015年10月12日至2017年10月11日进行的主题名称为“development of removable thermoplastic ink using a phase transition phenomenon”的一个研究结果。

背景技术：

近来，已经积极进行了关于使用热可变油墨的书写工具的研究，该热可变油墨使用通过加热而变色的颜料或染料，并积极进行了关于通过摩擦生热去除或改变由热可变油墨在纸张表面上所书写的图像或笔迹的颜色的机构的研究。

然而，在由于摩擦去除或改变颜色机构的情况下，存在的问题在于通过使用弹性体或塑料泡沫体在摩擦期间通常产生废物以至于污染周围环境，同时难以永久地使用由于磨损去除或改变颜色的机构。

此外，如果通过调整材料或弹性体的水平或者还有塑料泡沫体而没有提供合适的摩擦系数，则摩擦系数增大很多，因此，纸张被损坏或起皱，或者纸张的表面变得粗糙(毛茸茸的)。因此，在摩擦过的位置上不能进行重写，或者尽管可以重写，然而发生扩散，因此不便的是，不可以形成良好的笔迹。

相反，当摩擦系数非常小时，如果纸在负荷下被摩擦多次，在纸张上产生不平整或者发生不便。同时，为了解决这些问题，已经积极进行了确保通过加热热可变油墨的可擦除性能的研究。

然而，现有的热可变油墨由热可变材料制成，该热可变材料的颜色在相对高温时改变。于是，为了擦除油墨，需要具有大容量的例如吹风机的加热设备，或者需要热水，因此，具有这样的限制：可便携性是不令人满意的。

此外，仅当大多数擦除器被安装在使用热可变油墨的书写工具上或者容纳在至少使用热可变油墨的书写工具类的书写工具容器中时，擦除器可以简单地承载或者通过用户方便地使用。然而，到目前为止，没有提供用于擦除使用热可变油墨的书写工具所书写便条或图像的具有简易性和便携性的装置。

此外，由于难以控制温度，存在稳定性的风险，以及当图像或笔迹被部分擦除时，热传递到不期望部分(而非期望部分)以改变颜色，因此，存在以下问题：显色性能不足以被维持。

技术实现要素：

技术问题

本发明一直致力于提供一种用于去除热可变油墨的加热擦除器，所述加热擦除器具有的优点为：减少由于摩擦的不便或疲劳同时通过改变或去除颜色而不损坏纸张或者在纸张上产生不平整而重写形成在纸张表面上的热可变笔迹。

此外，本发明一直致力于提供一种用于去除热可变油墨的加热擦除器，所述加热擦除器具有的优点为：通过控制温度在期望的部分处改变或去除颜色、确保稳定性、并且沿着弯曲的或具有大的改变的图像或笔迹而平滑地改变或去除颜色，同时提供具有简易性和便携性的设计以便安装在使用热可变油墨的书写工具上或者容纳并用在使用至少热可变油墨的书写工具容器中。

技术方案

本发明的一个示例性实施方式提供了一种用于去除热可变油墨的加热擦除器，所述加热擦除器包括加热擦除器单元，其通过瞬时施加在作为相变材料的变色温度范围的50℃至65℃下的热而选择性地沿着由使用含有10wt％至70wt％的热可变微粒的所述热可变油墨的书写工具所书写的或所画的笔迹去除或改变颜色，所述热可变微粒包括含有所述相变材料的芯部分和壳层，所述相变材料包括含有脂肪族官能团的基于苯酚的化合物，所述脂肪族官能团具有的碳原子数目为6或更多，所述壳层覆盖所述芯部分且由基材上的聚合树脂制成，其中，所述加热擦除器单元与所述书写工具一体联接、与所述书写工具分离、具有所述书写工具形式、或者与所述书写工具的至少一部分可拆卸地联接。

该用于去除热可变油墨的加热擦除器还可包括通过面向所述基材而提供热空气或热的供热单元；生热单元，所述生热单元设置成邻近所述供热单元，用于将所述热供给到所述供热单元以瞬时生成在50℃至65℃下的热；温度控制单元，所述温度控制单元将来自所述生热单元所生成的热的温度控制在50℃至65℃；以及冷却单元，所述冷却单元在所述温度控制单元的控制下冷却由所述生热单元所生成的热，其中，所述供热单元具有以下形式中的至少一种：细长棒形式、杆形式、与使用所述热可变油墨的所述书写工具的外部可拆卸的形式、和书写工具形式。

温度控制单元可与所述供热单元的形状对应的外部空气通风路径连通，以将冷却空气供给到所述供热单元以及竖直设置到所述外部空气通风路径的冷却风扇。

生热单元可包括：加热电阻，当所述供热单元由平面弹性构件形成时，所述加热电阻以具有平面的之字形设置；以及线性加热电阻，所述线性加热电阻与电源单元连接以加热所述加热电阻。

生热单元可包括加热电阻，当所述供热单元具有管形或者锥形时，所述加热电阻以圆盘形或线圈形设置；以及线性加热电阻，所述线性加热电阻与所述电源单元连接以加热所述加热电阻。

供热单元可以是热稳定的耐热垫。使用热可变油墨的书写工具可以是圆珠笔、钢笔、签字笔和变色笔中的至少一种。

加热电阻可选自热导线型的小的电热丝加热器、感应加热器、半导体加热元件的正温度系数(positive temperature coefficient thermistor，PTC)热敏电阻、陶瓷PTC或高分子PTC、导电性聚合物、使用碳电阻的加热元件等。

加热电阻可以与中断过热的稳定电路连接。

基材可以是通过至少部分地改变或去除由使用所述热可变油墨的所述书写工具所书写的笔迹颜色而可重写的标签、包装、印刷材料、布告板和通知中的一者。

有益效果

根据本发明的示例性实施方式，可以减少由于摩擦带来的不便、由于油墨扩散的变脏问题、或者用户疲劳，以便擦除纸张表面上的笔迹或图像，同时通过改变或去除颜色而不损坏纸张或者在纸张上产生不平整而重写形成在纸张表面上的热可变笔迹。

此外，可以通过控制温度在所需的部分上改变或去除颜色、确保稳定性、以及沿着弯曲的或者具有大变化的图像或笔迹平滑地改变或去除颜色，同时提供具有简易性和便携性的设计，以便安装在使用热可变油墨的书写工具上或者容纳并用在使用至少热可变油墨的书写工具容器中。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的示意性解释图。

图2是根据本发明的第一示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的透视图。

图3是图2的从下部观看的侧视图。

图4是根据本发明的第二示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的分解透视图。

图5是根据本发明的第三示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的透视图，其具有用于去除热可变油墨的加热擦除器的放大剖视图。

图6是根据本发明的第四示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的局部分解透视图。

具体实施方式

在下文中，参考附图将详细描述本发明的示例性实施方式。参考附图中所图示的示例性实施方式描述了本发明，该示例性实施方式仅仅作为一个示例性实施方式描述而非限制本发明。

在以下描述中，具有相同功能的构件、部分和配置采用相同的附图标记表示，且其描述将被省略。

另外，在该说明书中，热可变油墨可以被应用至所有的书写工具，例如圆珠笔、彩色铅笔或画笔。

首先，参考图1将描述根据本发明的示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的构思。

在根据本发明的示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器中，加热擦除器单元1被配置成通过对由热可变油墨在基材3上所写的或者所画的笔迹5施加50℃至65℃的热而去除或改变颜色。

为此，加热擦除器单元1包括：校验笔迹5是否包括如下文详细描述的相变材料的相变材料校验单元1a、由弹性材料制成的供热单元1b该供热单元选择性供热，同时沿着通过由相变材料校验单元1a所校验的相变材料形成的笔迹调节该供热单元；将供热单元1b的温度控制到50℃至65℃(该温度范围是相变材料的变色温度范围)的温度控制单元1c；以及冷却单元1e，该冷却单元1e在温度控制单元1c下冷却当产生由供热单元1b所提供的热的生热单元1d被加热到预定温度或者更高温度时的温度。

结果，加热擦除器单元1可允许供热单元1b仅沿着包括相变材料的笔迹通过相变材料校验单元1a操作。

此外，温度控制单元1c可包括温度控制电路，其控制生热单元1d和冷却单元1e以将供热单元1b的温度维持到50℃至65℃(在该温度下可发生相变)，以中断在预定温度或更高温度下对在下文待描述的电源单元的供电，即使生热单元1d工作且通过操作冷却单元1e将温度控制到预定温度。

不管基材3的种类，稳定性都可通过温度控制单元1c来提供以免诸如火灾的风险，并且在不期望部分处的颜色可通过供热单元1b去除或改变而防止，因此，在去除或改变颜色之后重写是可能的。

基材3可以是多用途价签、多用途商店包装纸板、多用途便笺、用于管理日程的便笺和多用途画架板，或者可以是状态板替代物或者环境友好型板。基材3可以是供儿童用的磁性书写板或者供儿童用的涂鸦板、草图板等等，可以是当复制图片或设计图时所用的半透明薄纸，或者可以是由视频设计的场景(例如电影、喜剧或作为绘画的动画)构成的场景板。

同时，热可变油墨5包括具有芯部分和由聚合树脂制成的壳层的热可变微粒，该芯部分包括含有基于苯酚的化合物的相变材料和染料，该基于苯酚的化合物包含具有6个或更多个碳原子的脂肪族官能团。热可变油墨5被构成用于通过均匀地控制温度范围而易于维持显色特性和除色特性，在该温度范围下，通过相变材料进行热变色。

同时，相变材料可以通过简单的去除方法而快速地去除，同时通过在通过公式1限定的50℃或更高温度的变色温度范围下调节染料的热变色而保持绝佳的显色特性。

具体而言，热可变微粒具有通过以下公式1所限定的50℃或更高温度的大的变色温度范围，以及其中相变材料的固相和液相共存的相变区间被加宽，因此，容易维持在变色之后的显色或者去除颜色状态。

[公式1]

变色温度范围(ΔT)＝材料的熔点和结晶温度之间的差的绝对值。

熔融温度Tm是当状态从固态转变至液态时的温度，具体地这意味着相变材料可以以完全液态存在的最低温度。此外，结晶温度Tc意味着这样的温度：发生结晶时的温度或者对于结晶所需的热处理温度的温度，具体地，意味着相变材料可以以完全固态存在的最高温度。

相变材料可具有的结晶温度是-20℃至0℃或者-10℃至5℃。此外，相变材料可具有的熔点是30℃或更高、40℃或更高、或50℃或更高。

基于热可变微粒的重量，在热可变微粒中所包含的相变材料的含量可以是10wt％(wt％为重量百分比)至70wt％或者20wt％至70wt％。因此，在热可变微粒中，其中相变材料的固相和液相共存的相变区间被加宽，因此，在变色之后容易维持显色或者去除颜色状态。

相变材料具有的化学结构可同时充当用于使现有染料显色且构成的显影剂以免将显影剂单独添加到热可变微粒。

即使相变材料通过由聚合树脂制成的壳层接触化学活性物质(例如，酸性物质、碱性物质和过氧化氢或其他溶剂成分)，可以预防功能变差以及可以确保耐热稳定性。

在下文，参考图2至图6，将具体描述根据本发明的示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器。

图2是根据本发明的第一示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的透视图，图3是图2的从下部观看的侧视图，图4是根据本发明的第二示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的分解透视图，图5是根据本发明的第三示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的透视图(其具有用于去除热可变油墨的加热擦除器的放大剖视图)，以及图6是根据本发明的第四示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器的局部分解透视图。

如图2和图3中所示，根据本发明的第一示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器10可包括由合成树脂材料制成的具有细长棒形的主体11；由平面弹性构件制成的供热单元13，所述平面弹性构件被附接到主体11的底部的抓握部分之外的至少一部分；在预定温度下瞬间生热使得供热单元13将热供给到基材3的生热单元14；温度控制单元15，其均匀地控制供热单元13的温度；以及将电能供给到生热单元13的电源单元17。

电源单元17通过确定是否提供电能的开关单元16打开或关闭，由温度控制单元15所控制的温度通过显示单元19可视地显示以增强稳定性。

供热单元13由热稳定的耐热垫13a构成，以及热稳定的耐热垫13a可以由橡胶等制成。当供热单元13具有细长棒形时，热稳定的耐热垫13a被设置成在生热单元14的下方平行于生热单元14以具有平面形状，以便具有在整个区域上均匀的60℃至65℃的变色温度范围。

生热单元14包括：加热电阻14a，其被设置成以具有预定间隔的之字形平行于一平面；瞬时加热单元14b，其具有探针形状从而使得表面区域被增大以将加热电阻14a瞬时加热至变色温度范围；以及加热电阻14c，其一端被连接至电源单元17以及另一端被连接至瞬时加热单元14b以便将电能从电源单元17供给到瞬时加热单元14b。

用于通过中断与加热电阻14c的连接来预防过热的安全电路可以进一步被连接到加热电阻14a。

生热单元14被布置成平行于主体11的长度方向，以及瞬时加热单元14b具有多个探针形状以增大表面区域且可以被瞬时加热。作为冷却机构的在瞬时加热单元14b周围的通风单元18在温度控制单元15的控制下通过使用外部空气冷却瞬时加热单元14b，来预防瞬时加热单元14b被加热到预定温度或更高。

即，当在温度控制单元15的控制下瞬时加热单元14b被加热到预定温度或更高时，电源单元17的电能通过开关单元16中断以节能。通过被设置成面向瞬时加热单元14b的通风单元18中的空气流动，瞬时加热单元14b可以被快速地控制到预定温度或更低。

这样，根据本发明的第一示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器10具有加热擦除器单元，该加热擦除器单元具有待容纳的类似书写部分的细长棒形，该书写部分使用书写工具容器中的热可变油墨，因此，是容易便携的。

此外，热稳定的耐热垫13a可拆卸地安装在主体11中，以及仅热稳定的耐热垫13a可以互换地设计。

电源单元17可以是通用电池，但是通过串联地堆叠纽扣类型的电池可以自由地调节加在加热电阻14a上的适用电压。

加热电阻14a可以使用热导线型的小的电热丝加热器、感应加热器、半导体加热元件的PTC热敏电阻、陶瓷PTC或高分子PTC、导电聚合物、使用碳电阻器的加热元件等。

通过将加热电阻14a嵌入到由绝缘材料制成的主体11中用以从内部加热热稳定的耐热垫13a本身构成根据本发明的第一示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器10，用以仅通过热稳定的耐热垫13a与使用热可变油墨的书写工具的笔迹3接触而去除笔迹。

热稳定的耐热垫13a由弹性材料制成以沿着笔迹3可平滑移动以及热稳定的耐热垫13a的热量通过主体11被防止传递到外部，以防止非所需部分处的笔迹的部分的颜色被改变或去除。

在下文，参考图4将描述根据本发明的第二示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器100，所述加热擦除器100具有与使用热可变油墨的书写工具分离的棒形。

如图4中所示，类似于根据本发明的第一示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器10，根据本发明的第二示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器100包括供热单元101、生热单元103、温度控制单元170和冷却单元151与冷却单元152。然而，根据本发明的第二示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器100的热擦除单元具有棒形，因此，在上述几者之间的每一结构和布置上存在区别，将详细描述该区别。

在根据本发明的第二示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器100中，供热单元101由具有棒形的热稳定的耐热垫形成，以及多个热气孔101a以中空形状被穿孔。

因此，当供热单元101面向由使用热可变油墨的书写工具书写的笔迹时，颜色可被平滑地去除或者沿着笔迹改变。特别地，以大面积去除或改变颜色是非常有利的。

生热单元103具有管形以在长度方向上被连接到供热单元101。在生热单元103中，管形加热主体110具有其中形成外部气流且由隔热材料制成的入口113和入口114以便防止在热电模块120中所生成的热被释放到外部，热电模块固定板111利用安装孔112将瞬时加热单元120固定至加热主体110的内部，热电模块配置瞬时加热单元120，以及作为通过瞬时加热单元120在预定温度下所加热的加热电阻的第一导热板130和第二导热板140在共轴方向上以预定间隔安装。

同时，作为被连接到旋转轴的冷却单元的第一风扇151和第二风扇152被安装成面向第一导热板130和第二导热板140，以便第一风扇151和第二风扇152分别在温度控制单元170的控制下操作，防止第一导热板130和第二导热板140在预定温度或更高下被加热。

以上所构造的生热单元103被嵌入到具有连接沟槽107a和连接沟槽107b的外部箱体107中，以及外部箱体107的一端可以被连接到在供热单元101下方的外周上所形成的连接凸起部，供热单元101通过密封圈106与连接单元105联接。

根据该配置，作为瞬时加热单元的热电模块120与在加热主体110中所设置的模块固定板111的模块安装孔112联接，以快速地且瞬时地供给所生成的热或者通过第一风扇和第二风扇朝向供热单元100供给冷却空气。因此，温度可以通过简单的配置而瞬时地控制，以及加热擦除器具有可容纳在书写工具容器中或者在书写工具容器中可便携的棒形。

在下文，参考图5将描述根据本发明的第三示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器200，加热擦除器200与使用热可变油墨的书写工具的至少外部可拆卸地联接。

如图5中所示，类似于根据本发明的第一示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器10，根据本发明的第三示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器200的加热擦除器单元210包括生热单元211、电源单元213、供热单元214、温度控制单元215和冷却单元217。然而，根据本发明的第三示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器200的加热擦除器单元210具有硬纸板形状，因此，在以上几者之间的每一结构和布置上存在区别，将详细描述该区别。

如图5中所示，在根据本发明的第三示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器200中，加热擦除器单元210可拆卸地安装至使用热可变油墨的书写工具230的至少一部分，优选地，安装至书写工具230的外周。

使用热可变油墨的书写工具230包括：盖230，其可从主体233拆卸用以保护下文待描述的尖端部分235；具有热可变油墨的主体233；用于通过从主体233抽取热可变油墨而在基材5上书写的尖端部分235；在主体233的尾侧处所设置的开关237，以便控制尖端部分235的长度；以及容纳单元239，其容纳来自主体233的外侧的加热擦除器单元210。

容纳单元239形成有沟槽且还可以包括用于支撑可拆卸的加热擦除器单元210的夹子或带239a。

在根据本发明的第三示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器200中，加热擦除器单元210的生热单元211可以嵌入由弹性材料制成的供热单元214中且具有以预定间隔的硬纸板形状，以及电源单元213可以设置成硬纸板形状以面向供热单元214。当供热单元214的温度为预定温度或更高时，壳形的冷却单元217可以被构造成设置用以在紧密地安装至供热单元214的温度控制单元215的控制下覆盖供热单元214以及通过外部通风路径217a将气流分散而瞬时冷却供热单元214。

因此，加热擦除器单元210被设置成细长板形以与使用热可变油墨的书写工具230隔开，且沿着笔迹适应性地面向表面以改变或去除颜色而不损害基材或使油墨扩散。

最后，参考图6将描述根据本发明的第四示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器300，加热擦除器300具有书写工具的外观。

如图6中所示，类似于根据本发明的第一示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器10，根据本发明的第四示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器300包括生热单元330、电源单元314、供热单元331、温度控制单元325和冷却单元313。然而，根据本发明的第四示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器300具有书写工具的外观，因此，在以上几者之间的每一结构和布置上存在区别，将具体详细描述该区别。

如图6中所示，根据本发明的第四示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器300可包括具有书写工具的外观的由隔热材料制成的主体302，该书写工具在前端具有开口301，且具有中空形状；夹子部分303设置在主体302的外周以插入或钩住便笺或衣服；以及在主体302的尾端处所设置的电源单元314，用以以推式按钮形状提供或中断电能。

生热单元130可具有以线圈形式设置在主体302中的加热电阻和将该加热电阻与电源单元314连接的加热电阻。

温度控制单元325被设置成邻近生热单元130，以及在温度控制单元325的控制下，当生热单元130处于预定温度或更高时，具有通风机形式的冷却机构313可以工作。

冷却机构313可以与所安装的通风路径316连通，通过使来自开口301的外部空气流动通过空气入口317，冷却机构313瞬时冷却生热单元130。

生热单元130所生成的热通过通风机313被通风，以通过在生热单元130的长度方向上延伸的加热路径324传递到具有弹簧形状的供热单元131。

仅当沿着使用热可变油墨的、由弹性材料制成的弹簧形状的书写工具3书写的笔迹轻轻按压供热单元131时，笔迹的颜色可以被改变或去除。

在根据本发明的第四示例性实施方式的用于去除热可变油墨的加热擦除器300中，生热单元330和冷却单元320根据温度控制单元325的控制共同使用通风机113以提供小的且便携的配置。

同时，在生热单元330中，上侧、下侧、左侧和右侧通过隔热单元340与彼此隔热，因此，即使生热单元330通过手使用，生热单元330可以安全地使用以免灼烧等。

<附图标记说明>

供热单元：13，101，214，331；

生热单元：14，103，211，330；

温度控制单元：15，170，215，325；

冷却单元：18，151，152，217，320。