CN103246122B

CN103246122B - 电子墨水胶囊制作设备及方法

Info

Publication number: CN103246122B
Application number: CN201310163939.5A
Authority: CN
Inventors: 唐琛; 赵吉生; 李琳
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: US20140346696A1; CN103246122A; US9868102B2; WO2014180113A1

Abstract

本发明公开了一种电子墨水胶囊制作设备及方法，为解决现有的技术不能制作出均一性好、热稳定性佳的电子墨水胶囊而设计。本发明电子墨水胶囊制作设备，包括第一输入管、第二输入管、紫外线光源以及分别与第一输入管、第二输入管均相连的输出管；所述第一输入管为遮光管，用以输入混合有预聚体与光引发剂的电泳悬浮液；所述第二输入管用以输入包含有表面活性剂的水溶液；所述紫外线光源用以照射所述输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液，以生成电子墨水胶囊。本发明电子墨水胶囊制作设备及方法，制作出的电子墨水胶囊具有均一性好、热稳定性强、密封性好等优点，同时设备本身结构简单、控制精确可靠，方法实施简便。

Description

电子墨水胶囊制作设备及方法

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种电子墨水胶囊的制作设备及方法。

背景技术

电子纸作为一种显示装置，具有柔软性好、色彩对比度鲜明、可视角度大以及无需背光源等优点，然而作为电子纸的关键显示部件电子墨水胶囊，会由于其尺寸的均一性差，导致电子纸响应速度慢。然而现有技术制作出电子墨水胶囊的外径尺寸无法达到目标均一性，且胶囊的囊壁热稳定性差、密封不良，从而导致了电子纸的显示延迟、使用寿命短等问题。

发明内容

（一）发明目的

针对上述问题，本发明旨在提供一种能保证制作出的电子墨水胶囊均一性好、囊壁性能稳定的电子墨水胶囊制作设备及方法。

（二）技术方案

为达上述目的，本发明电子墨水胶囊制作设备，包括第一输入管、第二输入管、紫外线光源以及分别与第一输入管、第二输入管均相连的输出管；

所述第一输入管为遮光管，用以输入混合有预聚体与光引发剂的电泳悬浮液；

所述第二输入管用以输入包含有表面活性剂的水溶液；

所述紫外线光源用以照射所述输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液，以生成电子墨水胶囊。

优选地，所述第一输入管和第二输入管分别与所述输出管可拆卸连接。

优选地，所述第一输入管上与第二输入管上均设有流量调节阀。

优选地，还包括控制器；所述流量调节阀为电磁阀；

所述控制器用以控制所述电磁阀的流量调节。

优选地，所述第一输入管与所述第二输入管在同一处与所述输出管相连，形成多管通道口。

优选地，所述紫外线光源设置所述多管通道口所在处。

优选地，所述多管通道口为圆形通道口，且直径为0.8～300um。

优选地，包括至少两根第二输入管，所述至少两根第二输入管位于所述第一输入管的不同侧。

优选地，所述第一输入管与所述第二输入管套设形成双层管道结构。

为达上述目的，本发明电子墨水胶囊制作方法，采用如上所述的电子墨水胶囊制作设备制作电子墨水胶囊。

进一步地，第一输入管向输出管输入混合有预聚体和光引发剂的电泳悬浮液的流速为4～20ml/h；第二输入管向输出管输入包含有表面活性剂的水溶液的流速为0.5～2ml/h。

进一步地，第一输入管向输出管输入混合有预聚体和光引发剂的电泳悬浮液的流速为4～10ml/h；第二输入管向输出管输入包含有表面活性剂的水溶液的流速为0.5～1ml/h。

进一步地，紫外线光源照射输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液的时间为5-500ms。

进一步地，紫外线光源照射输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液的时间为5-20ms。

（三）本发明电子墨水胶囊的制作设备及方法的有益效果

第一：本发明电子墨水胶囊的制作设备及方法，通过对输入管输入液体的流量的精确控制，即可实现对电子墨水胶囊直径大小的控制，从而生产出外径尺寸均一性好的电子墨水胶囊，从而用于制作电子纸时不会因为胶囊直径的大小导致响应慢的问题；

第二：本发明电子墨水胶囊的制作设备及方法，通过对输入管输入液体流量的精确控制，使得包含有预聚体及光引发剂的电泳悬浮液与混合液有表面活性剂的水溶液充分的混合，从而形成的囊壁厚度均匀，进而热稳定性和密封性均良好。

第三：本发明所示的电子墨水胶囊的制作设备结构简单，控制简便、进一步的简化了制作方法以及提高了制作出产品电子墨水胶囊的品质和性能。

附图说明

图1为本发明实施例三所述的电子墨水胶囊制作设备的结构示意图；

图2为本发明实施例四所述的电子墨水胶囊制作设备的结构示意图；

图3为本发明实施例五所述的电子墨水胶囊制作设备的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例六所述的电子墨水胶囊制作方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及实施例对本发明电子墨水胶囊的制作设备及方法做进一步的说明。

实施例一：

本实施例电子墨水胶囊制作设备，包括第一输入管、第二输入管、紫外线光源以及分别与第一输入管、第二输入管相连通的输出管；

所述第二输入管用以输入包含有表面活性剂的水溶液；

所述输出管接收来自第一输入管以及第二输入管输入的液体，并将第一输入管与第二输入管输入的液体混合后，在紫外线的照射下形成电子墨水胶囊。为了方便紫外线光源的照射，可以将所述输出管设置成透明管如透明玻璃管、透明塑料管均可。

其中，所述电泳悬浮液与水溶液混合后互不相容，混合后所述预聚体和所述光引发剂在紫外线光源的照射下，发生光聚合或反应，包裹所述电泳悬浮液生成电子墨水胶囊。将所述第一输入管设置成遮光管，防止光线的照射导致光引发剂的提前反应；

采用本实施例所述的电子墨水胶囊制作设备，在制备电子墨水胶囊时，通过控制第一输入管、第二输入管输入液体的流量、表面活性剂的浓度以及根据所需电子墨水胶囊的直径大小选择出合适的输出管管径，即可简便的控制电子墨水胶囊生产的直径大小以及生成的速度。

所述控制的方式，可以直接控制向第一输入管、第二输入管输入的液体速度和流量，或者通过如安装在输入管上的流量调节阀来控制输入液体的流速。通过本实施例所述的电子墨水胶囊制作设备，所制作出的电子墨水胶囊具有尺寸偏差小，均一性好、胶囊的囊壁厚度均匀适中，具有高稳定性。

实施例二：

本实施例所述电子墨水胶囊制作设备，在上一实施例的基础上进行了进一步的改进，具体如下：

进一步地，所述第一输入管和第二输入管分别与所述输出管可拆卸连接，将第一输入管、第二输入管与输出管之间采用可拆卸连接，方便了选用不同的管径的第一输入管、第二输入管以及输出管来管控电子墨水胶囊的直径，进一步方便了控制电子墨水胶囊的生产。

具体的可拆卸连接的连接结构，可以是螺纹连接、螺钉连接、卡勾连接，在连接时保证液密封即可。

实施例三：

如图1所示，本实施例电子墨水胶囊制作设备，包括第一输入管1、两根第二输入管（分别是第二输入管2、第二输入管3）、紫外线光源5以及分别与第一输入管1和第二输入管2、3均相连通的输出管4；

所述第一输入管1为遮光管，用以输入混合有预聚体与光引发剂的电泳悬浮液；

所述第二输入管2、3用以输入包含有表面活性剂的水溶液；

所述紫外线光源5用以照射所述输出管中第一输入管1与第二输入管输入2、3的混合液，以生成电子墨水胶囊6；电子墨水胶囊6包括位于表层的囊壁61，在图示中用电子墨水胶囊6外围的黑色层表示。

所述第一输入管1上设有流量调节阀11，第二输入管2上均设有流量调节阀21、第二输入管3上设有流量调节阀31。所述流量调节阀可以是机械控制阀、手动阀等类型的阀门。

本实施例所述的电子墨水胶囊，通过流量调节阀的设置，可以简便的实现各输入管输入液体的流速和流量的控制，保证了电子墨水胶囊均一性佳、稳定性强的同时，控制简单精确。

作为本实施例进一步的改进，本实施例所述的电子墨水胶囊制作设备还包括控制器；所述流量调节阀为电磁阀；

所述控制器用以电磁方式控制所述电磁阀的流量调节。采用控制器、电磁阀的设置，实现了输入管内液体输入的流量和流速的自动控制，且采用电磁控制方式进行无线控制，无需铺设线路，从而具有结构简单、控制方便的优点。

在本实施例中，所述第二输入管至少为两根，且第二输入管2以及第二输入管3分设在第一输入管1的不同侧，这样保证了混合有预聚体以及光引发剂的电泳悬浮液与包含有表面活性剂的水溶液的充分混合，有利于电子墨水胶囊的形成。

实施例四：

如图2所示，本实施例电子墨水胶囊制作设备，包括第一输入管7、第二输入管8、紫外线光源10以及分别与第一输入管7、第二输入管8相连通的输出管9；

所述第一输入管8为遮光管，用以输入混合有预聚体与光引发剂的电泳悬浮液；

所述第二输入管9用以输入包含有表面活性剂的水溶液；

所述第一输入管7与所述第二输入管8在同一处与所述输出管9相连，形成多管通道口101；

所述紫外线光源用以照射所述输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液，以生成电子墨水胶囊102。

通过将第一输入管7、第二输入管8设置在输出管9同一处与输出管9相连通，这样就不必在混合有预聚体与光引发剂的电泳悬浮液未与包含有表面活性剂的水溶液相混合前的部分避开光源或设置遮光层或遮光罩等，这样进一步的简化了结构，保证了光引发剂的活性，从而有利于电子墨水胶囊的制作。

作为本实施例的进一步改进，所述紫外线光源10设置所述多管通道口101所在处；多管通道口101作为输出管9的一部分，此处流体为第一输入管输入的液体与第二输入管输入的液体的混合液，从而可将紫外线光源9设置在多通道口101处照射。

所述多管通道口101为圆形通道口，且直径为0.8～300um。在具体的实施过程中所述圆形通道口的直径大小关系到生产的电子墨水胶囊的直径的大小，可根据需要变更所述多管道通道口的内径，在本实施例中优选0.8～300um，更优选的1～50um（如25um），再次优选的为1～20um。

实施例五：

如图3所示，本实施例电子墨水胶囊制作设备，包括第一输入管41、第二输入管42、紫外线光源53以及分别与第一输入管41、第二输入管42相连通的输出管43；

所述第一输入管41为遮光管，用以输入混合有预聚体与光引发剂的电泳悬浮液；

所述第二输入管42用以输入包含有表面活性剂的水溶液；

所述紫外线光源53用以照射所述输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液，以生成电子墨水胶囊。

其中，所述第一输入管41与所述第二输入管42套设形成双层管道结构。

由图示可知，所述第二输入管42套在所述第一输入管41的外侧；第一输入管41的管壁隔离了位于第一输入管42和第一输入管41中的液体，直到第一输入管41与第二输入管42中的液体输入到输出管43之后才混合，混合后经所述紫外线光源53照射，生成了电子墨水胶囊，此结构相对于上述任一实施例的结构，提供了一种套管的实施方式。

在具体的实施过程中，还可以是第一输入管套设在第二输入管的外侧形成双层管道结构。此外作为本实施例的进一步改进，将所述第一输入管、第二输入管设置成套管结构时，优选为同轴套管。采用套管形式在铺设时简单方便。

综合实施例一至实施例五可知，本实施例所述的电子墨水胶囊制作设备，能制作出尺寸大小均一、囊壁稳定性和密封性优良的电子墨水胶囊，同时其本身具有结构简单、实现简便、控制方便精确的优点。

实施例六：

本实施例电子墨水胶囊制作方法，其特征在于，采用实施例一至实施例五中任一所述的电子墨水胶囊制作设备制作电子墨水胶囊。

如图4所示，具体的步骤如下：

步骤1：按照电子墨水胶囊制作配方分别调节第一输入管、第二输入管内液体流速；

步骤2：向第一输入管内输入混合有预聚体与光引发剂的电泳悬浮液；向第二输入管输入混合有表面活性剂的水溶液；

步骤3：打开紫外线光源，照射输出管中由第一输入管输入的混合有预聚体和光引发剂的电泳悬浮液与由第二输入管输入的包含有表面活性剂的水溶液的混合液，以生产电子墨水胶囊。

所述电泳悬浮液包括电泳粒子、染料、助剂以及四氯乙烯。

所述预聚体优选为可聚合单体，具体的可选用下列成分的一种或多种：甲基丙烯酰基丙基二甲基氯硅烷(DMS-R11)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA-3)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)等，且预聚体的质量百分数可为5-50%，优选10-20%。

其中光引发剂可选：1-羟基环己基苯基甲酮(HCPK)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(HMPP)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(MMMP)、2以及2一二乙氧基苯乙酮(DEAP)的一种或多种，质量百分数为1%-10%，优选2%-5%。

所述表面活性剂可选：十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵等，且质量百分含量可为1-10%，优选1-5%。

本实施例所述的电子墨水胶囊制作方法，采用本发明所述的电子墨水胶囊制作设备，从而制作出的电子墨水胶囊具有外观尺寸均一性好、囊壁厚度均一适中，从而具有很好的热稳定性以及密封性，从而能用于制作出使用寿命长、响应时延小的电子纸。

实施例七：

本实施例在实施例六的基础上，做出了进一步的改进，在步骤1中将第一输入管向输出管输入液体的流速设置为4～20ml/h；第二输入管向输出管输入液体的流速设置为0.5～2ml/h。

具体的如第二输入管将包含有1wt%十二烷基磺酸钠水溶液以4ml/h的流量输入到输出管并由第一输入管将2wt%1-羟基环己基苯基甲酮、19wt%甲基丙烯酰基丙基二甲基氯硅烷以及80wt%电泳悬浮液以0.5ml/h的输入到输出管；第一输入管输入的液体与第二输入管输入的液体在输出管混合后，有紫外线光源发出的紫外线辐射35ms进行聚合，形成电子墨水胶囊。

若所述第一输入管、第二输入管均为有多根，则所述流速均是为所有第一输入管向输出管输入的液体总流速或所有第二输入管向输出管输入的液体总流速。

实施例八：

本实施例在实施例七的基础上，做出了进一步的改进，具体如下：第一输入管向输出管输入液体的流速为4～10ml/h；第二输入管向输出管输入液体的流速为0.5～1ml/h。

具体的如第二输入管以4ml/h的流速向输出管输入1.5wt%十六烷基三甲基溴化铵水溶液；第一输入管以0.8ml/h的流速向输出管输入3wt%2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮、15wt%己二醇二丙烯酸酯以及82wt%电泳悬浮液的混合液，上述液体在输出管或多管通道口处混合后，在紫外线光源发射的紫外线照射下，生成所述电子墨水胶囊。

本实施例所述提供的第一输入管向输出管输入液体的流速以及第二输入管向输出管输入液体的流速，相对于上一实施例更加有利于电子墨水胶囊的均一性、热稳定性以及密封性。

实施例九：

本实施例所述的电子墨水胶囊制作方法，在上述方法的实施例六-实施例八的基础上再次进行了改良，具体如下：

紫外线光源照射输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液的时间为5-500ms。具体的时间控制可以通过对输出管长度、流速的配合继续，具体的实施可以是紫外线光源一直保持打开状态，通过控制流速使第一输入管输入的液体与第二输入管输入的液体经混合后至从输出管输出的时间为5～500ms。优选为5-20ms。

本实施例所述的电子墨水胶囊制作方法，相对上述实施例提供了一种紫外线辐射的时间，进一步规定了具体的制作参数，有利于制作出品质性能优越的电子墨水胶囊。

综合上述，本发明所述的电子墨水胶囊制作设备及方法，制作出的电子墨水胶囊，结构稳定、性能良好，有利于延长电子纸的寿命和缩短响应延时；且设备本身具有结构简单、操作简便、控制精确的优点，而方法采用本实施例所述的设备进行电子墨水胶囊的生产，具有实现简便的优点。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种电子墨水胶囊制作设备，其特征在于，包括第一输入管、第二输入管、紫外线光源以及分别与第一输入管、第二输入管均相连的输出管；

所述第二输入管用以输入包含有表面活性剂的水溶液；

所述紫外线光源用以照射所述输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液，以生成电子墨水胶囊；

所述第一输入管与所述第二输入管在同一处与所述输出管相连，形成多管通道口，且包括至少两根第二输入管，所述至少两根第二输入管位于所述第一输入管的不同侧。

2.根据权利要求1所述的电子墨水胶囊制作设备，其特征在于，所述第一输入管和第二输入管分别与所述输出管可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的电子墨水胶囊制作设备，其特征在于，所述第一输入管上与第二输入管上均设有流量调节阀。

4.根据权利要求3所述的电子墨水胶囊制作设备，其特征在于，还包括控制器；所述流量调节阀为电磁阀；

所述控制器用以控制所述电磁阀的流量调节。

5.根据权利要求1所述的电子墨水胶囊制作设备，其特征在于，所述紫外线光源设置所述多管通道口所在处。

6.根据权利要求1所述的电子墨水胶囊制作设备，其特征在于，所述多管通道口为圆形通道口，且直径为0.8～300um。

7.一种电子墨水胶囊制作方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的电子墨水胶囊制作设备制作电子墨水胶囊。

8.根据权利要求7所述的电子墨水胶囊制作方法，其特征在于，第一输入管向输出管输入混合有预聚体和光引发剂的电泳悬浮液的流速为4～20ml/h；第二输入管向输出管输入包含有表面活性剂的水溶液的流速为0.5～2ml/h。

9.根据权利要求8所述的电子墨水胶囊制作方法，其特征在于，第一输入管向输出管输入混合有预聚体和光引发剂的电泳悬浮液的流速为4～10ml/h；第二输入管向输出管输入包含有表面活性剂的水溶液的流速为0.5～1ml/h。

10.根据权利要求7、8或9所述的电子墨水胶囊制作方法，其特征在于，紫外线光源照射输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液的时间为5-500ms。

11.根据权利要求10所述的电子墨水胶囊制作方法，其特征在于，紫外线光源照射输出管中第一输入管与第二输入管输入液体的混合液的时间为5-20ms。