JP2007033637A - Image display medium and image display apparatus using the same - Google Patents

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Hitoshi Arita
均 有田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display medium capable of performing reversible display and having a memory property, especially high contrast and high resolution and high response speed and to provide the image display medium further having high material selectivity and satisfactory long time stability and capable of securing security also in practical use. <P>SOLUTION: A dispersion liquid 5 comprising at least self dispersable white fine particles 4 and self dispersable colored fine particles 3, a nonpolar solvent, a resin soluble in the nonpolar solvent, a resin dispersant and a compound having a non-ionic polar group is contained between two conductive layers which are disposed at a desired interval and at least one or both of which are light transmissive. The self dispersable white fine particles 4 have positive or negative charges generated by acid/base dissociation and the self dispersable colored fine particles 3 have positive charges (when the self dispersable white fine particles 4 have negative charges) or negative charges (when the self dispersable white fine particles have positive charges) generated by a method except the acid/base dissociation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界の作用によって帯電した白色微粒子及び着色微粒子が移動することにより可逆的に視認状態を変化させうる画像表示媒体、さらにそれを使用した画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display medium capable of reversibly changing a visual state by moving white fine particles and colored fine particles charged by the action of an electric field, and an image display device using the image display medium.

従来、文字や静止画、動画等のいわゆる画像の表示用端末としてCRTや液晶ディスプレイが用いられている。
これらはデジタルデータを瞬時に表示し、書き換えることができるが、装置を常に持ち歩くことは困難であり、長時間の作業で眼が疲労したり、電源をオフにした際、表示できない等多くの欠点もある。
一方、文字や静止画を書類として配布、保存するときは、プリンターにて紙媒体に記録されるいわゆるハードコピーとして、広く使用されている。
ハードコピーはディスプレイより文章が読みやすく、疲れにくく、また、自由な姿勢で読むことができる。さらに、軽量で自由に持ち運びが可能である特徴を有する。
しかしハードコピーは、使用された後は廃棄されリサイクルされるが、そのためには多くの労力と費用を要するため、省資源という観点からは問題が残る。
Conventionally, a CRT or a liquid crystal display is used as a terminal for displaying so-called images such as characters, still images, and moving images.
These can display and rewrite digital data instantly, but it is difficult to always carry the device, many eyes are tired from long-term work, and cannot be displayed when the power is turned off. There is also.
On the other hand, when characters and still images are distributed and stored as documents, they are widely used as so-called hard copies recorded on paper media by printers.
Hard copy is easier to read than display, less fatigue, and can be read freely. Furthermore, it has the characteristics that it is lightweight and can be carried freely.
However, hard copies are discarded and recycled after they are used. However, this requires a lot of labor and cost, so that a problem remains from the viewpoint of resource saving.

そのため、前述のディスプレイとハードコピーの両方の長所を持った書き換え可能なペーパーライクな表示媒体へのニーズは高く、これまでに高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子を用いたもの等が提案され、反射型で明るい表示ができ、且つ、メモリー性のある表示媒体として注目されている。
中でも電気泳動素子を用いたものは表示品質、表示動作時の消費電力の点で優れており、特許文献1には、少なくとも一方が透明な一組の対向電極板間に電気泳動粒子を含む分散系を封入し、電極板間に印加した表示駆動用電圧の作用により電気泳動粒子を透明な電極板側に吸着、離反させ、表示動作を行なわせる電気泳動表示装置が記載されており、特許文献2には、少なくとも一方が透明質に構成された一組の対向配置した電極板間に多孔性スペーサーを介装して電気泳動粒子を分散させた分散系を不連続相に分割して封入する電気泳動表示装置が記載されている。その典型的な形態を図3に示す。
For this reason, there is a great need for a rewritable paper-like display medium that has the advantages of both the above-mentioned display and hard copy. To date, polymer dispersed liquid crystals, bistable cholesteric liquid crystals, electrochromic devices, electrophoresis A device using an element has been proposed, and has attracted attention as a display medium having a memory property and having a reflective and bright display.
Among them, the one using an electrophoretic element is superior in terms of display quality and power consumption during display operation. Patent Document 1 discloses a dispersion including electrophoretic particles between a pair of counter electrode plates, at least one of which is transparent. An electrophoretic display device is described in which a system is enclosed and electrophoretic particles are adsorbed and separated from the transparent electrode plate side by the action of a display driving voltage applied between the electrode plates to perform a display operation. 2 includes a dispersion system in which electrophoretic particles are dispersed with a porous spacer interposed between a pair of opposed electrode plates, at least one of which is configured to be transparent, and divided into discontinuous phases and enclosed. An electrophoretic display device is described. A typical form thereof is shown in FIG.

図3中、6はガラス等の透明基板、7はその一方面に所要のパターンで形成された透明電極であって、対向配置されたこれら一組の透明電極7の間には着色した分散媒中に分散媒の色とは異なる色を有する複数の泳動粒子を分散させた分散液8を封入してある。
泳動粒子は分散媒中で表面に電荷を帯びており、透明電極7の一方に泳動粒子の電荷と逆向きの電圧を与えた場合には泳動粒子がそちらに堆積して泳動粒子の色が観測され、泳動粒子の電荷と同じ向きの電圧を与えた場合には泳動粒子は反対側に移動するため分散媒の色が観測される。これにより表示を行なうことができる。
ここで、分散液8を単に両電極7、7間に封入する構造では、泳動粒子の凝集や付着現象によって表示ムラが発生することがあるので、両電極7、7間にメッシュ状あるいは多孔質状の有孔スペーサ9を配置することにより、分散液8を不連続に分割し、表示動作の安定化を図る工夫がなされている。しかし、このような構造の場合、分散液の一様な封入処理が困難である、あるいは封入時に分散液の特性が変化して再現性を得るのが困難であるといった問題点があった。
In FIG. 3, 6 is a transparent substrate such as glass, 7 is a transparent electrode formed in a required pattern on one side, and a colored dispersion medium is interposed between the pair of transparent electrodes 7 arranged opposite to each other. A dispersion liquid 8 in which a plurality of electrophoretic particles having a color different from the color of the dispersion medium is dispersed is enclosed.
The electrophoretic particles are charged on the surface in the dispersion medium, and when a voltage opposite to the electrophoretic particle charge is applied to one of the transparent electrodes 7, the electrophoretic particles accumulate on the surface and the color of the electrophoretic particles is observed. When a voltage having the same direction as the charge of the electrophoretic particles is applied, the electrophoretic particles move to the opposite side, so that the color of the dispersion medium is observed. As a result, display can be performed.
Here, in the structure in which the dispersion liquid 8 is simply enclosed between the electrodes 7 and 7, display unevenness may occur due to aggregation or adhesion phenomenon of the migrating particles. By arranging the perforated spacer 9 in a shape, the dispersion liquid 8 is discontinuously divided so as to stabilize the display operation. However, in the case of such a structure, there has been a problem that it is difficult to uniformly enclose the dispersion liquid, or it is difficult to obtain reproducibility by changing the characteristics of the dispersion liquid at the time of encapsulation.

分散粒子の安定性は、一般に静電効果或いは立体効果(吸着層効果とも呼ばれる)が働くことにより得られることが知られている。静電効果についてはDLVO理論が確立されており、この理論では電気二重層の広がり及び界面電位(いわゆるζ電位)が重要な因子となつている。したがって、これらを形成するイオンの存在が必要となり、また、このようにイオンの存在が明確な水溶媒系ではいくつかの研究がなされている。   It is known that the stability of dispersed particles is generally obtained by the action of an electrostatic effect or a steric effect (also referred to as an adsorption layer effect). The DLVO theory has been established for the electrostatic effect. In this theory, the spread of the electric double layer and the interface potential (so-called ζ potential) are important factors. Therefore, the presence of ions that form these is required, and some studies have been made on aqueous solvent systems in which the presence of ions is clear.

一方、立体効果についてはDLVO理論に相当するものは未だ確立されていないが、非水溶媒系(主に石油系溶媒)では、例えば次のような研究が知られている。
即ち、非特許文献1に記載の研究は、安定な非水溶媒系分散液の基本的な製造法に関するもので、この方法は前記溶媒中で溶媒に分散させる粒子(溶媒に不溶)に対し相溶性のある成分と、前記溶媒に溶解する成分とを含むブロック又はグラフト共重合体を製造し用いるというものである。
On the other hand, a steric effect corresponding to the DLVO theory has not yet been established, but the following researches are known for non-aqueous solvent systems (mainly petroleum solvents), for example.
That is, the research described in Non-Patent Document 1 relates to a basic production method of a stable non-aqueous solvent dispersion, and this method is compatible with particles dispersed in a solvent (insoluble in a solvent) in the solvent. A block or graft copolymer containing a soluble component and a component soluble in the solvent is produced and used.

この方法を利用したものとして、特許文献3には炭化水素溶媒中で減成ゴムの存在下、メチルメタクリレート(MMA)をラジカル重合させて安定なポリメチルメタクリレート(PMMA)分散液を得る方法が記載されている。この方法で減成ゴムがPMMA粒子に吸着されることは考えられず、PMMA粒子が分散安定化している事実から、減成ゴムにMMAがグラフト重合していると考えられる。また、このグラフト重合体は不溶解部が粒子表面に会合し、溶解部が立体効果を持ち、その結果、粒子の分散安定性を維持するものと考えられている。
電気泳動表示における粒子の分散安定を目指したものとしては、立体効果を利用するものとして、特許文献4に示される顔料分子と高分子分散剤を共有結合で結合するものが挙げられる。しかしこの場合、高分子鎖による立体効果に基づく分散安定性は期待できるものの、静電反発による効果は期待できないため、分散安定性は不十分である。
また、特許文献5には、酸性部位を持つ顔料とアミノ基を持つ高分子分散剤を組み合わせることにより、立体効果と静電反発の両者により分散安定を高める方法が記載されている。しかし、この場合、顔料自身が分子内に酸を持たねばならず、その選択が限定される。また、非極性溶媒中での酸塩基解離は水などの極性溶媒と異なり非常に小さいので、通常は静電的効果は小さい。
As a method utilizing this method, Patent Document 3 describes a method of obtaining a stable polymethyl methacrylate (PMMA) dispersion by radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) in a hydrocarbon solvent in the presence of degradable rubber. Has been. It is unlikely that the degraded rubber is adsorbed to the PMMA particles by this method. From the fact that the PMMA particles are dispersed and stabilized, it is considered that MMA is graft-polymerized on the degraded rubber. Further, in this graft polymer, it is considered that the insoluble part is associated with the particle surface and the dissolved part has a steric effect, and as a result, the dispersion stability of the particle is maintained.
Examples of a method that aims to stabilize the dispersion of particles in electrophoretic display include a method in which a pigment molecule and a polymer dispersant described in Patent Document 4 are bonded by a covalent bond as a method that utilizes a steric effect. However, in this case, although dispersion stability based on the steric effect due to the polymer chain can be expected, the effect due to electrostatic repulsion cannot be expected, so that the dispersion stability is insufficient.
Patent Document 5 describes a method for enhancing dispersion stability by both a steric effect and electrostatic repulsion by combining a pigment having an acidic site and a polymer dispersant having an amino group. However, in this case, the pigment itself must have an acid in the molecule, and its selection is limited. In addition, since acid-base dissociation in a nonpolar solvent is very small unlike polar solvents such as water, the electrostatic effect is usually small.

以上の様に、これまでの電気泳動表示媒体は、正負の荷電微粒子が共に配合されていて各電荷の違う微粒子が正負の電極に応じて互いの別々の方向に移動していた。この場合、電荷の異なる微粒子が同じ分散液中に配合されていると、正負の荷電粒子がお互いに引き合い分散液中の微粒子の安定性が損なわれ凝集したり、正電荷の微粒子の電極への移動を負電荷の微粒子が妨げたり、また逆に負電荷の微粒子の電極への移動を正電荷の微粒子が妨げたりなど種々の問題が生じていた。   As described above, in the electrophoretic display medium so far, positive and negative charged fine particles are mixed together, and fine particles having different charges move in different directions according to the positive and negative electrodes. In this case, if fine particles having different charges are blended in the same dispersion, positive and negative charged particles attract each other and the stability of the fine particles in the dispersion is impaired and aggregated, or positively charged fine particles are applied to the electrode. Various problems have arisen, such as the movement of negatively charged fine particles, and conversely the movement of negatively charged fine particles to the electrode.

特開平5−173194号公報JP-A-5-173194 特許第2612472号公報Japanese Patent No. 2612472 特公昭40−7047号公報Japanese Patent Publication No. 40-7047 米国特許第5914806号明細書US Pat. No. 5,914,806 特表平9−500458号公報Japanese National Patent Publication No. 9-500458 F.A.Waite,J.Oil Col.Chem.Assoc.,54,342(1971)F. A. Waite, J .; Oil Col. Chem. Assoc. , 54, 342 (1971)

本発明の目的は、上記従来技術に鑑みて、正に荷電した自己分散性微粒子と負に荷電した自己分散性微粒子との組み合わせにより、可逆表示が可能で、メモリー性を有し、特に、コントラストと解像度が高く応答速度の速い画像表示媒体を提供することである。
また、材料選択性が高く、長期安定性の良い、実使用上安全性の確保ができる画像表示媒体を提供することである。
In view of the above-described prior art, the object of the present invention is to enable reversible display by combining positively charged self-dispersing fine particles and negatively charged self-dispersing fine particles, have a memory property, and in particular, contrast. And providing an image display medium with high resolution and high response speed.
Another object of the present invention is to provide an image display medium having high material selectivity, good long-term stability, and ensuring safety in actual use.

本発明の第1は、所望の間隔を設けて配備された少なくとも一方又は両方が光透過性である二つの導電層間に、少なくとも自己分散性白色微粒子及び自己分散性着色微粒子、非極性溶媒、該非極性溶媒に可溶な樹脂、樹脂分散剤、非イオン性の極性基を有する化合物から成る分散液を含有し、該自己分散性白色微粒子が酸塩基解離により生成した正電荷或いは負電荷を有し、該自己分散性着色微粒子が酸塩基解離以外の方法により生成した正電荷(該自己分散性白色微粒子が負電荷の場合)或いは負電荷(該自己分散性白色微粒子が正電荷の場合)を有することを特徴とする画像表示媒体に関する。
本発明の第2は、所望の間隔を設けて配備された少なくとも一方又は両方が光透過性である二つの導電層間に、少なくとも自己分散性白色微粒子及び自己分散性着色微粒子、非極性溶媒、該非極性溶媒に可溶な樹脂、樹脂分散剤、非イオン性の極性基を有する化合物から成る分散液を含有し、該自己分散性着色微粒子が酸塩基解離により生成した正電荷或いは負電荷を有し、該自己分散性白色微粒子が酸塩基解離以外の方法により生成した正電荷(該自己分散性着色微粒子が負電荷の場合)或いは負電荷(該自己分散性着色微粒子が正電荷の場合)を有することを特徴とする画像表示媒体に関する。
本発明の第3は、前記酸塩基解離以外の方法が界面活性剤によることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第4は、前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項3に記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第5は、前記酸塩基解離以外の方法が高分子分散剤によることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第6は、電荷を有する前記自己分散性白色微粒子又は電荷を有する前記自己分散性着色微粒子が、少なくとも表面に酸性基を有し、且つ、前記非極性溶媒に可溶な樹脂が少なくとも塩基性基を有することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第7は、電荷を有する前記自己分散性白色微粒子又は電荷を有する前記自己分散性着色微粒子が、少なくとも表面に塩基性基を有し、且つ、前記非極性溶媒に可溶な樹脂が少なくとも酸性基を有することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第8は、電荷を有する前記自己分散性白色微粒子又は電荷を有する前記自己分散性着色微粒子と前記非極性溶媒に可溶な樹脂との配合比(重量)が1対1から50対1の範囲にあることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第9は、電荷を有する前記自己分散性白色微粒子及び電荷を有する前記自己分散性着色微粒子が、少なくとも顔料と樹脂とから成り、該顔料と該樹脂の重量比が、樹脂100重量部に対して顔料0.1重量部〜300重量部であることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第10は、前記自己分散性白色微粒子が酸化チタンであることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第11は、前記自己分散性着色微粒子がカーボンブラックであることを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第12は、前記自己分散性微粒子が、表面官能基修飾された微粒子であることを特徴とする請求項1〜11の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第13は、前記自己分散性微粒子が、コアシェルポリマー微粒子、グラフトポリマー微粒子、カプセルポリマー微粒子の何れかであることを特徴とする請求項1〜12の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第14は、前記自己分散性着色微粒子が、アクリルコポリマーグラフトカーボンブラックであることを特徴とする請求項1〜13の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第15は、前記自己分散性着色微粒子が、シリコーンポリマーグラフトカーボンブラックであることを特徴とする請求項1〜14の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第16は、前記自己分散性白色微粒子及び自己分散性着色微粒子の平均粒子径が、0.01μm〜1μmであることを特徴とする請求項1〜15の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第17は、前記非極性溶媒が、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、シリコーンオイルの何れかであることを特徴とする請求項1〜16の何れかに記載の画像表示媒体に関する。
本発明の第18は、請求項1〜17の何れかに記載の画像表示媒体を有する画像表示装置に関する。
本発明の第19は、画像表示媒体が封入されたマイクロカプセルで構成されることを特徴とする請求項18に記載の画像表示装置に関する。
本発明の第20は、マイクロカプセルの平均粒子径が10μm〜150μmであることを特徴とする請求項18又は19に記載の画像表示装置に関する。
本発明の第21は、マイクロカプセルの材質がゼラチン又はアラビアゴムであることを特徴とする請求項18〜20の何れかに記載の画像表示装置に関する。
本発明の第22は、前記マイクロカプセルがシート上に構成されていることを特徴とする請求項18〜21の何れかに記載の画像表示装置に関する。
The first aspect of the present invention includes at least self-dispersing white fine particles and self-dispersing colored fine particles, a non-polar solvent, a nonpolar solvent, between two conductive layers that are disposed at a desired interval and at least one or both are light transmissive. Contains a dispersion composed of a resin soluble in a polar solvent, a resin dispersant, and a compound having a nonionic polar group, and the self-dispersing white fine particles have a positive or negative charge generated by acid-base dissociation. The self-dispersing colored fine particles have a positive charge (when the self-dispersing white fine particles are negatively charged) or a negative charge (when the self-dispersing white fine particles are positively charged) generated by a method other than acid-base dissociation. The present invention relates to an image display medium.
A second aspect of the present invention includes at least self-dispersing white fine particles and self-dispersing colored fine particles, a nonpolar solvent, a non-polar solvent, and at least one or both of the light-transmitting conductive layers disposed at a desired interval. Contains a dispersion composed of a resin soluble in a polar solvent, a resin dispersant, and a compound having a nonionic polar group, and the self-dispersing colored fine particles have a positive or negative charge generated by acid-base dissociation. The self-dispersing white fine particles have a positive charge (when the self-dispersing colored fine particles are negatively charged) or a negative charge (when the self-dispersing colored fine particles are positively charged) generated by a method other than acid-base dissociation. The present invention relates to an image display medium.
A third aspect of the present invention relates to the image display medium according to claim 1 or 2, wherein the method other than the acid-base dissociation is a surfactant.
A fourth aspect of the present invention relates to the image display medium according to claim 3, wherein the surfactant is a nonionic surfactant.
A fifth aspect of the present invention relates to the image display medium according to claim 1, wherein the method other than the acid-base dissociation is based on a polymer dispersant.
According to a sixth aspect of the present invention, the self-dispersing white fine particles having a charge or the self-dispersing colored fine particles having a charge have at least an acidic group on the surface, and at least a resin soluble in the nonpolar solvent. It has a basic group, It is related with the image display medium in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
According to a seventh aspect of the present invention, the self-dispersing white fine particles having electric charge or the self-dispersing colored fine particles having electric charge have a basic group at least on the surface and are soluble in the nonpolar solvent. It has an acidic group at least, It is related with the image display medium in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
According to an eighth aspect of the present invention, the compounding ratio (weight) of the self-dispersing white fine particles having a charge or the self-dispersing colored fine particles having a charge and a resin soluble in the nonpolar solvent is 1 to 1 to 50 pairs. 8. The image display medium according to claim 1, wherein the image display medium is in a range of 1.
According to a ninth aspect of the present invention, the self-dispersing white fine particles having electric charge and the self-dispersing colored fine particles having electric charge are composed of at least a pigment and a resin, and the weight ratio of the pigment to the resin is 100 parts by weight of the resin. The image display medium according to claim 1, wherein the pigment content is 0.1 to 300 parts by weight with respect to the pigment.
The tenth aspect of the present invention relates to the image display medium according to any one of claims 1 to 9, wherein the self-dispersing white fine particles are titanium oxide.
The eleventh aspect of the present invention relates to the image display medium according to any one of claims 1 to 10, wherein the self-dispersing colored fine particles are carbon black.
The twelfth aspect of the present invention relates to the image display medium according to any one of claims 1 to 11, wherein the self-dispersing fine particles are fine particles modified with a surface functional group.
The thirteenth aspect of the present invention relates to the image display medium according to any one of claims 1 to 12, wherein the self-dispersing fine particles are any of core-shell polymer fine particles, graft polymer fine particles, and capsule polymer fine particles. .
A fourteenth aspect of the present invention relates to the image display medium according to any one of claims 1 to 13, wherein the self-dispersing colored fine particles are acrylic copolymer graft carbon black.
The fifteenth aspect of the present invention relates to the image display medium according to any one of claims 1 to 14, wherein the self-dispersing colored fine particles are silicone polymer graft carbon black.
16. The image display according to claim 1, wherein the self-dispersing white fine particles and the self-dispersing colored fine particles have an average particle size of 0.01 μm to 1 μm. It relates to the medium.
The seventeenth aspect of the present invention relates to the image display medium according to any one of claims 1 to 16, wherein the nonpolar solvent is any one of an aliphatic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, and a silicone oil. .
An eighteenth aspect of the present invention relates to an image display apparatus having the image display medium according to any one of claims 1 to 17.
The nineteenth aspect of the present invention relates to the image display device according to claim 18, wherein the image display device includes a microcapsule in which an image display medium is enclosed.
The twentieth aspect of the present invention relates to the image display device according to claim 18 or 19, wherein the average particle diameter of the microcapsules is 10 μm to 150 μm.
The twenty-first aspect of the present invention relates to the image display device according to any one of claims 18 to 20, wherein the material of the microcapsule is gelatin or gum arabic.
The twenty-second aspect of the present invention relates to the image display device according to any one of claims 18 to 21, wherein the microcapsules are formed on a sheet.

以下、本発明を図面により詳細に説明する。
本発明の画像表示媒体による画像表示の動作原理は、以下の通りである。
図1は、本発明の表示媒体の一例を示す断面図である。
図中、1及び2は二つの導電層を示すが、一方又は両方が光透過性であり、内部に電気泳動微粒子である正に荷電した自己分散性着色微粒子3、負に荷電した自己分散性白色微粒子4、非極性溶媒、該非極性溶媒に可溶な樹脂、樹脂分散剤及び非イオン性の極性基を有する化合物から成る分散液5を有している。
ここで、導電層2が透光性の場合、導電層2の上方よりこの媒体を見ると、自己分散性白色微粒子4の色が見える。このとき該非極性溶媒に可溶な樹脂は、荷電した自己分散性着色微粒子3又は荷電した自己分散性白色微粒子4に吸着し、その立体効果により荷電した白色及び着色の微粒子の分散安定性が増し長期安定性の実現を可能とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The operation principle of image display by the image display medium of the present invention is as follows.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the display medium of the present invention.
In the figure, reference numerals 1 and 2 denote two conductive layers, one or both of which are light transmissive, and are internally charged positively charged self-dispersing colored fine particles 3 and negatively charged self-dispersing particles. It has a dispersion 5 composed of white fine particles 4, a nonpolar solvent, a resin soluble in the nonpolar solvent, a resin dispersant, and a compound having a nonionic polar group.
Here, when the conductive layer 2 is translucent, when the medium is viewed from above the conductive layer 2, the color of the self-dispersing white fine particles 4 can be seen. At this time, the resin soluble in the nonpolar solvent is adsorbed on the charged self-dispersing colored fine particles 3 or the charged self-dispersing white fine particles 4, and the dispersion stability of the charged white and colored fine particles is increased by the steric effect. Enables long-term stability.

一方、図2は図1の媒体を実際に駆動して画像表示する際の作動機構の一例を示す断面図である。
図2(a)で、表示媒体の右半分と左半分が仕切られた導電層1、2に、外部から適当な手段で電荷を付与すると、正に荷電した自己分散性着色微粒子3は、図2(b)に示すように外部電界に沿って上方に移動する。
図2(c)は、正に荷電した自己分散性着色微粒子3が導電層2に到達した状態を示す。ここで、導電層2と正に荷電した自己分散性着色微粒子3は、静電気力によって付着し移動が完結する。
図2(c)の状態を媒体の上方(導電層2の外側)から眺めると左半分は負に荷電した自己分散性白色微粒子4の色が、右半分は正に荷電した自己分散性着色微粒子3の色が望める。
また、図2(c)のように、一部の荷電した着色微粒子3が内部に留まってしまう場合がある。
これは荷電した着色微粒子3と荷電した白色微粒子4の流動性が不十分であるため、荷電した着色微粒子3の移動に対する機械的な抵抗が大きい部分があるためと考えられる。
この現象を防止するために、粒子の流動性を向上させることが考えられるが、粒子の流動性を向上させ過ぎると、外部からの衝撃や振動により荷電した着色微粒子3及び荷電した白色微粒子4が移動してしまい、表示画像が損なわれる可能性がある。
理想的には、画像の書き換え動作中には粒子の流動性が良く、書き換え動作終了時には流動性が悪くなることが望まれるが、粒子自体にそのような特性を求めることは困難である。
本発明では、界面活性剤とポリマー系分散剤の配合により微粒子の流動性を向上させ、書き換え動作時に着色荷電微粒子3の表面方向への移動をし易くする。白色荷電微粒子に関しても同様のことが言える。その結果、図2(d)のように分散液5内部に留まる着色荷電微粒子3が少なくなり、表示コントラストが向上する。
以上が、本発明の画像表示媒体による画像表示の基本動作原理であるが、この表示様式は可逆であり、繰り返し使用ができる。
荷電微粒子が正に帯電している場合は負の外部電界により移動し、荷電微粒子が負に帯電している場合は正の外部電界により移動する。
図4は、本発明における表示媒体そのものであるデジタルペーパーの模式図である。
図5は、本発明においてポケットPCのような表示媒体が実装された装置図である。
図6は、本発明の一実施の形態を示すマイクロカプセルの一部断面説明図である。
マイクロカプセル30は、白色及び着色微粒子23が分散媒24中に分散されており、その周りをマイクロカプセル膜25によって覆われているものである。
図7は、本発明の一実施の形態を示す画像表示媒体の部分断面説明図である。
画像表示媒体40は、二つの導電層31、32間にマイクロカプセル36が単層最密充填されているものであり、各マイクロカプセルは、白色及び着色微粒子33が分散媒34中に分散されており、その周りをマイクロカプセル膜35によって覆われているものである。
On the other hand, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an operation mechanism when an image is displayed by actually driving the medium of FIG.
In FIG. 2A, when a charge is applied from the outside to the conductive layers 1 and 2 in which the right half and the left half of the display medium are partitioned, the positively charged self-dispersing colored fine particles 3 are It moves upward along the external electric field as shown in FIG.
FIG. 2C shows a state in which positively charged self-dispersing colored fine particles 3 have reached the conductive layer 2. Here, the conductive layer 2 and the positively charged self-dispersing colored fine particles 3 are attached by the electrostatic force and the movement is completed.
When the state of FIG. 2C is viewed from above the medium (outside the conductive layer 2), the left half is negatively charged self-dispersing white fine particles 4 and the right half is positively charged self-dispersing colored fine particles. You can expect 3 colors.
In addition, as shown in FIG. 2C, some charged colored fine particles 3 may remain inside.
This is presumably because the charged colored fine particles 3 and the charged white fine particles 4 have insufficient fluidity, and therefore there is a portion where the mechanical resistance to movement of the charged colored fine particles 3 is large.
In order to prevent this phenomenon, it is conceivable to improve the fluidity of the particles. However, if the fluidity of the particles is excessively improved, the colored fine particles 3 and the charged white fine particles 4 are charged by external impact or vibration. It may move and the display image may be damaged.
Ideally, the fluidity of the particles is good during the rewriting operation of the image, and it is desired that the fluidity deteriorates at the end of the rewriting operation, but it is difficult to obtain such characteristics for the particles themselves.
In the present invention, the fluidity of the fine particles is improved by blending the surfactant and the polymer dispersant, and the colored charged fine particles 3 are easily moved in the surface direction during the rewriting operation. The same can be said for the white charged fine particles. As a result, as shown in FIG. 2D, the colored charged fine particles 3 staying in the dispersion 5 are reduced, and the display contrast is improved.
The above is the basic operation principle of image display by the image display medium of the present invention, but this display mode is reversible and can be used repeatedly.
When the charged fine particles are positively charged, they move by a negative external electric field, and when the charged fine particles are negatively charged, they move by a positive external electric field.
FIG. 4 is a schematic diagram of digital paper which is the display medium itself in the present invention.
FIG. 5 is an apparatus diagram in which a display medium such as a pocket PC is mounted in the present invention.
FIG. 6 is a partial cross-sectional explanatory view of a microcapsule showing an embodiment of the present invention.
In the microcapsule 30, white and colored fine particles 23 are dispersed in a dispersion medium 24, and the periphery thereof is covered with a microcapsule film 25.
FIG. 7 is a partial cross-sectional explanatory view of an image display medium showing an embodiment of the present invention.
In the image display medium 40, microcapsules 36 are closely packed between two conductive layers 31 and 32. Each microcapsule has white and colored fine particles 33 dispersed in a dispersion medium 34. The periphery is covered with a microcapsule film 35.

本発明の画像表示媒体においては、白色及び着色の微粒子表面と微粒子に吸着した樹脂との間の酸塩基解離と非イオン性の極性成分による溶媒和効果により電荷が発生し、また、吸着した樹脂による立体効果によって分散安定性の相乗効果が得られ、長期安定性と早い応答速度が両立した画像表示媒体が提供できる。
本発明の画像表示媒体においては、白色及び着色の微粒子が少なくとも顔料と樹脂とから成り、更に、該顔料と該樹脂の重量比が樹脂100重量部に対して顔料0.1重量部〜300重量部であることにより、画像濃度が高く応答速度の速い画像表示を可能にする。
又、本発明の画像表示媒体においては、白色微粒子が酸化チタンであることにより、長期安定性が良くコントラストの高い画像表示媒体を提供できる。又、着色微粒子がカーボンブラックであることにより、長期安定性が良くコントラストの高い画像表示媒体を提供できる。
更に、荷電した白色及び着色自己分散性微粒子が表面官能基修飾された微粒子であることにより、長期安定性が良くコントラストの高い画像表示媒体を提供できる。
自己分散性微粒子がコアシェルポリマー微粒子、グラフトポリマー微粒子、カプセルポリマー微粒子の何れかであることにより、長期安定性が良くコントラストの高い画像表示媒体を提供でき、自己分散性着色微粒子がアクリルコポリマーグラフトカーボンブラックであることにより、長期安定性が良くコントラストの高い画像表示媒体を提供できる。
自己分散性着色微粒子がシリコーンポリマーグラフトカーボンブラックであることにより、長期安定性が良くコントラストの高い画像表示媒体を提供できる。
本発明の画像表示媒体においては、白色及び着色の自己分散性微粒子の粒径が、0.01μm〜1μmであることにより、長期安定性が良くコントラストの高い画像表示媒体を提供できる。
非極性溶媒が、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、シリコーンオイルの何れかであることにより、材料選択性が高い画像表示媒体を提供することができる。
非イオン性の極性基を有する化合物がノニオン系界面活性剤であることにより、荷電した自己分散性着色微粒子と荷電した自己分散性白色微粒子の長期安定性が良くコントラストの高い画像表示媒体を提供できる。
画像表示装置においては、上記画像表示媒体を構成要素に持つことにより、省電力で視認性の高い表示装置を提供することができる。
In the image display medium of the present invention, charge is generated due to the acid-base dissociation between the surface of the white and colored fine particles and the resin adsorbed on the fine particles and the solvation effect due to the nonionic polar component, and the adsorbed resin A synergistic effect of dispersion stability can be obtained by the three-dimensional effect, and an image display medium having both long-term stability and fast response speed can be provided.
In the image display medium of the present invention, the white and colored fine particles comprise at least a pigment and a resin, and the weight ratio of the pigment to the resin is 0.1 to 300 parts by weight of the pigment with respect to 100 parts by weight of the resin. By being a part, it is possible to display an image with high image density and high response speed.
In the image display medium of the present invention, since the white fine particles are titanium oxide, it is possible to provide an image display medium with good long-term stability and high contrast. Further, since the colored fine particles are carbon black, an image display medium having good long-term stability and high contrast can be provided.
Further, since the charged white and colored self-dispersing fine particles are fine particles modified with surface functional groups, an image display medium having good long-term stability and high contrast can be provided.
Since the self-dispersing fine particles are any of core-shell polymer fine particles, graft polymer fine particles, and capsule polymer fine particles, it is possible to provide an image display medium with good long-term stability and high contrast, and the self-dispersing colored fine particles are acrylic copolymer grafted carbon black. Therefore, an image display medium with good long-term stability and high contrast can be provided.
Since the self-dispersing colored fine particles are silicone polymer grafted carbon black, an image display medium having good long-term stability and high contrast can be provided.
In the image display medium of the present invention, when the particle size of the white and colored self-dispersing fine particles is 0.01 μm to 1 μm, it is possible to provide an image display medium with good long-term stability and high contrast.
When the nonpolar solvent is any one of an aliphatic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, and a silicone oil, an image display medium with high material selectivity can be provided.
Since the compound having a nonionic polar group is a nonionic surfactant, it is possible to provide an image display medium having high long-term stability of charged self-dispersing colored fine particles and charged self-dispersing white fine particles and high contrast. .
In the image display device, by having the image display medium as a constituent element, it is possible to provide a power-saving and highly visible display device.

自己分散性微粒子は、微粒子をポリマーでグラフト化やカプセル化やコアシェル化して、分散剤なしに溶解した染料と同様に溶剤中に分散した状態の微粒子をいう。
この正に荷電した自己分散性微粒子と負に荷電した自己分散性微粒子とを非極性溶媒中にて電気泳動により移動させる場合、従来の分散液と比べて反射率やコントラストなどの表示特性が各段に向上することを見出した。
酸塩基解離により帯電するメカニズムに関しては前述のように、従来の非水溶媒、特に無極性非プロトン溶媒系分散液においては、イオン又は電荷の存在は不明確であった。
これは、この種の溶媒中ではイオンと溶媒分子間で相互作用(溶媒和)が起こり難いためと考えられる。
そこで本発明者は(a)少なくとも酸性基を有する有機物質、(b)少なくとも塩基性基を有する有機物質、及び(c)前記溶媒と相溶性があり、且つ非イオン性の極性成分を有する有機物質の3成分を含む〔(a)、(b)の何れかの成分は(c)成分との共重合体として存在してもよい〕無極性非プロトン溶媒系分散液について鋭意検討した結果、前記溶媒中では(a)及び(b)成分は、酸−塩基イオン解離を起こしていることを見い出した。
また、イオン−双極子相互作用、即ち溶媒和が存在することも示唆された。
すなわち、本発明者は前記溶媒中に(a)、(b)、(c)の3成分が存在すると、(c)成分中の極性基の溶媒和を介した酸−塩基間のイオン解離により、無極性非プロトン溶媒中においても安定にイオンが存在し得ることを見い出した。
この事実は(a)、(b)両成分が溶媒に可溶な成分であつても不溶な成分であっても同様に観察された。また、本発明者は、前述のように(a)、(b)、(c)の3成分を含む系において、更に顔料、金属酸化物等の固定粒子を共存させると、これに(a)又は(b)成分の酸性基又は塩基性基が化学結合、吸着等により固定されて(c)成分の溶媒和を介してイオン解離が固体粒子表面と溶媒との界面で起こり、その結果、固体粒子は一様に正又は負の極性に帯電すると共に、この静電効果と更に立体効果との相剰作用により、固体粒子は従来よりも安定に分散されることを見い出した。
更に、本発明者は前記イオン量及び帯電量は(a)、(b)、(c)各成分の種類や量で制御できることを見い出した。本発明者は、正に荷電した自己分散性微粒子と負に荷電した自己分散性微粒子とを同じ分散液中に配合し、外部電界により移動させた場合、長期安定性が非常に良く、同時にコントラストの非常に高い表示特性が得られることを見出したものである。
Self-dispersing fine particles refer to fine particles in a state where the fine particles are grafted, encapsulated, or core-shelled with a polymer and dispersed in a solvent in the same manner as a dye dissolved without a dispersant.
When these positively charged self-dispersing fine particles and negatively charged self-dispersing fine particles are moved by electrophoresis in a nonpolar solvent, display characteristics such as reflectance and contrast are different from those of conventional dispersions. It was found that it was improved.
As described above, regarding the mechanism of charging by acid-base dissociation, the presence of ions or charges was unclear in conventional non-aqueous solvents, particularly non-polar aprotic solvent dispersions.
This is presumably because interaction (solvation) between ions and solvent molecules hardly occurs in this type of solvent.
Therefore, the present inventor has (a) an organic material having at least an acidic group, (b) an organic material having at least a basic group, and (c) an organic material that is compatible with the solvent and has a nonionic polar component. As a result of intensive studies on a nonpolar aprotic solvent-based dispersion containing three components of the substance [any component of (a) and (b) may be present as a copolymer with component (c)] It was found that the components (a) and (b) caused acid-base ion dissociation in the solvent.
It was also suggested that ion-dipole interaction, ie solvation, exists.
That is, the present inventor, when the three components (a), (b), and (c) are present in the solvent, the ion-base dissociation between the acid and base via the solvation of the polar group in the component (c). It was found that ions can exist stably even in nonpolar aprotic solvents.
This fact was similarly observed whether both components (a) and (b) were soluble or insoluble in the solvent. Further, as described above, the present inventor, in the system containing the three components (a), (b) and (c), when coexisting fixed particles such as pigments and metal oxides, Or the acidic group or basic group of component (b) is fixed by chemical bonding, adsorption, etc., and ionic dissociation occurs at the interface between the solid particle surface and the solvent via the solvation of component (c), resulting in solid It has been found that the particles are uniformly charged to a positive or negative polarity, and that solid particles are more stably dispersed than before due to the coherent action of this electrostatic effect and further the steric effect.
Furthermore, the present inventor has found that the amount of ions and the amount of charge can be controlled by the types and amounts of the components (a), (b), and (c). The present inventor found that when positively charged self-dispersing fine particles and negatively charged self-dispersing fine particles were blended in the same dispersion and moved by an external electric field, the long-term stability was very good, and at the same time the contrast The present inventors have found that very high display characteristics can be obtained.

正に荷電した自己分散性微粒子と負に荷電した自己分散性微粒子との組み合わせで表示特性が向上する理由に関しては以下の通りである。
これまでの電気泳動表示媒体は、正負の荷電微粒子が共に配合されていて各電荷の違う微粒子が正負の電極に応じて互いの別々の方向に移動していた。
この場合、電荷の異なる微粒子が同じ分散液中に配合されていると、正負の荷電粒子がお互いに引き合い分散液中の微粒子の安定性が損なわれ凝集したり、正電荷の微粒子の電極への移動を負電荷の微粒子が妨げたり、また逆に負電荷の微粒子の電極への移動を正電荷の微粒子が妨げたりなど種々の問題が生じていた。
これに対して、正に荷電した自己分散性微粒子と負に荷電した自己分散性微粒子との組み合わせにおいて、一方の微粒子が酸塩基解離により生成した正電荷或いは負電荷を有し、他方の微粒子が酸塩基解離以外の方法により生成した正電荷或いは負電荷を有することにより、共に配合されている荷電微粒子に何の作用も及ぼさず、移動を妨げたり、凝集したり等の悪影響を全く及ぼさないからである。
その結果、可逆表示が可能で、メモリー性を有し、特に、コントラストと解像度が高く応答速度の速い画像表示媒体を提供することが可能である。また、材料選択性が高く、長期安定性の良い、実使用上安全性の確保ができる画像表示媒体を提供することも可能である。
一方の自己分散性微粒子を酸塩基解離により電荷した場合、他の自己分散性微粒子は、同種の電荷発生原理による微粒子同士は、相互に影響を及ぼし、移動を妨げたり、凝集したり等の悪影響を与える可能性が高いとの理由により酸塩基解離により電荷することはできない。
そこで他の分散性微粒子の電荷は、酸塩基解離以外の方法により生成する必要がある。
上記酸塩基解離以外の方法としては、
(1)微粒子自体が有する表面電位による荷電、
(2)湿式トナーに用いられる荷電制御剤による方法、
(3)イオン性界面活性剤による方法、
(4)イオン性高分子分散剤による方法等がある。
この中では、特に、微粒子自体が有する表面電位による荷電によるが好ましい。
(1)微粒子自体は、表面電位としてプラス或いはマイナスの電位を本来有しており、その程度は各々の微粒子に依存している。好ましい表面電位を有する微粒子を選択することにより必要な電荷を得ることができる。
(2)2−エチルへキシルジルコニウムに代表される荷電制御剤を配合することにより必要とされる電荷を得ることができる。
(3)イオン性界面活性剤を自己分散性微粒子に吸着させることにより必要とされる電荷を得ることができる。
(4)イオン性高分子分散剤を自己分散性微粒子に吸着させることにより必要とされる電荷を得ることができる。
The reason why the display characteristics are improved by the combination of positively charged self-dispersing fine particles and negatively charged self-dispersing fine particles is as follows.
In conventional electrophoretic display media, positive and negative charged fine particles are mixed together, and fine particles having different charges move in different directions according to positive and negative electrodes.
In this case, if fine particles having different charges are blended in the same dispersion, positive and negative charged particles attract each other and the stability of the fine particles in the dispersion is impaired and aggregated, or positively charged fine particles are applied to the electrode. Various problems have arisen, such as the movement of negatively charged fine particles, and conversely the movement of negatively charged fine particles to the electrode.
In contrast, in the combination of positively charged self-dispersing fine particles and negatively charged self-dispersing fine particles, one fine particle has a positive or negative charge generated by acid-base dissociation, and the other fine particle has Because it has a positive or negative charge generated by a method other than acid-base dissociation, it has no effect on the charged fine particles blended together, and it has no adverse effects such as hindering movement or aggregation. It is.
As a result, it is possible to provide an image display medium capable of reversible display, having a memory property, and particularly having high contrast and resolution and high response speed. It is also possible to provide an image display medium with high material selectivity, good long-term stability, and safety in practical use.
When one of the self-dispersing fine particles is charged by acid-base dissociation, the other self-dispersing fine particles are affected by the same kind of charge generation principle, affecting each other, preventing movement and aggregating. It is impossible to charge by acid-base dissociation because of the high possibility of giving.
Therefore, the charge of other dispersible fine particles needs to be generated by a method other than acid-base dissociation.
As a method other than the acid-base dissociation,
(1) Charge due to the surface potential of the fine particles themselves,
(2) a method using a charge control agent used in wet toner,
(3) a method using an ionic surfactant;
(4) There is a method using an ionic polymer dispersant.
Among these, it is particularly preferred to be charged by the surface potential of the fine particles themselves.
(1) The fine particles themselves originally have a positive or negative potential as the surface potential, and the degree depends on the fine particles. The required charge can be obtained by selecting fine particles having a preferable surface potential.
(2) The required charge can be obtained by blending a charge control agent typified by 2-ethylhexylzirconium.
(3) The required charge can be obtained by adsorbing the ionic surfactant to the self-dispersing fine particles.
(4) The required charge can be obtained by adsorbing the ionic polymer dispersant to the self-dispersing fine particles.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の実施の形態においては、図1中1及び2は導電層で、少なくとも一方は光透過性である。
導電層としてはAl、Ag、Ni、Cu等の金属やインジウムすず酸化物(ITO)、SnO、ZnO:Al等の透明導電体をスパッタリング法、真空蒸着法、CVD法、塗布法等で薄膜状に形成したもの、あるいは導電剤を溶媒あるいは合成樹脂微粒子修飾に混合して塗布したものが用いられる。
導電剤としてはポリメチルベンジルトリメチルクロライド、ポリアリルポリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等のアニオン性高分子電解質や電子伝導性の酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム微粉末等が用いられる。導電層は自体が自己保持機能を有する程度に厚い場合もあるし、図示しない自己保持機能を有する基体上に導電層が設けられている場合もあり、いずれの場合も好適に使用できる。
また、導電層1及び2は、異方導電性を示す層であってもよいし、厚さ方向に導電性部分が貫通したパターン状ないしマルチドット状のセグメントを有する層であってもよい。
いずれにおいても導電層1及び2の一部に電源電極をコンタクトすれば導電層1、2の間に電界を生じさせることが可能となるので、白色及び着色の粒子3は確実に移動できる。
表示を行なうには導電層1、2間の電圧印加手段を用意すればよいので、簡便である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the embodiment of the present invention, reference numerals 1 and 2 in FIG. 1 are conductive layers, and at least one of them is light transmissive.
As the conductive layer, a transparent conductor such as a metal such as Al, Ag, Ni, Cu or indium tin oxide (ITO), SnO 2 , ZnO: Al is formed into a thin film by sputtering, vacuum deposition, CVD, coating, or the like. The one formed into a shape or the one coated with a conductive agent mixed with a solvent or synthetic resin fine particle modification is used.
Conductive agents include cationic polyelectrolytes such as polymethylbenzyltrimethyl chloride and polyallylpolymethylammonium chloride, anionic polyelectrolytes such as polystyrene sulfonate and polyacrylate, and electronically conductive zinc oxide and tin oxide. Indium oxide fine powder or the like is used. The conductive layer itself may be thick enough to have a self-holding function, or the conductive layer may be provided on a substrate having a self-holding function (not shown), which can be preferably used in either case.
In addition, the conductive layers 1 and 2 may be layers having anisotropic conductivity, or may be layers having pattern-shaped or multi-dot segments in which conductive portions penetrate in the thickness direction.
In any case, if the power electrode is brought into contact with a part of the conductive layers 1 and 2, an electric field can be generated between the conductive layers 1 and 2, so that the white and colored particles 3 can move reliably.
In order to perform the display, a voltage applying means between the conductive layers 1 and 2 may be prepared, which is convenient.

白色又は着色の微粒子は、白色又は着色の微粒子が少なくとも表面に酸性基を有し、且つ非極性溶媒に可溶な樹脂が少なくとも塩基性基を有する、あるいは、白色又は着色の微粒子が少なくとも表面に塩基性基を有し、且つ非極性溶媒に可溶な樹脂が少なくとも酸性基を有する、のいずれかである。
このとき白色又は着色の微粒子表面の酸性基又は塩基性基、および非極性溶媒に可溶な樹脂の塩基性基または酸性基との間で酸塩基解離が起こる。
また、非イオン性の極性基を有する化合物が分散液中に存在することにより、溶媒和を介してイオン生成が白色及び着色の微粒子表面と溶媒との界面で起こり、その結果、白色又は着色の粒子は一様に正又は負の極性に帯電すると共にこの静電効果と更に立体効果との相剰作用により、固体粒子は従来よりも安定に分散される。
White or colored fine particles are white or colored fine particles having at least an acidic group on the surface, and a resin soluble in a nonpolar solvent has at least a basic group, or white or colored fine particles on at least the surface. The resin having a basic group and soluble in a nonpolar solvent has at least an acidic group.
At this time, acid-base dissociation occurs between the acidic group or basic group on the surface of the white or colored fine particles and the basic group or acidic group of the resin soluble in the nonpolar solvent.
In addition, the presence of a compound having a nonionic polar group in the dispersion causes ion generation to occur at the interface between the white and colored fine particle surface and the solvent via solvation. The particles are uniformly charged to a positive or negative polarity, and solid particles are more stably dispersed than in the past due to the coherent action of this electrostatic effect and further the steric effect.

白色又は着色の微粒子が酸塩基解離により正又は負の極性に帯電するためには、
(I)コアシェル構造の帯電微粒子を合成する方法と
(II)ノニオン系界面活性剤を用いる場合の方法がある。
(I)の方法は、分散重合により微粒子の表面に樹脂微粒子を吸着させコアシェル構造の荷電微粒子を合成する。
(II)の方法は、ノニオン系界面活性剤を添加することにより達成される。
In order for white or colored fine particles to be charged to a positive or negative polarity by acid-base dissociation,
There are (I) a method of synthesizing charged fine particles having a core-shell structure, and (II) a method of using a nonionic surfactant.
In the method (I), resin fine particles are adsorbed on the surface of fine particles by dispersion polymerization to synthesize charged fine particles having a core-shell structure.
The method (II) is achieved by adding a nonionic surfactant.

本発明に使用される白色及び着色の微粒子としては、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ、などの金属酸化物、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等の黒色の着色剤、フタロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等のシアンの着色剤、ローダミン6Gレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンB、アリザリンレーキ等のマゼンタの着色剤、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等のイエローの着色剤など、従来公知の染顔料単独あるいは混合したものを以下に示す酸性基を有するモノマー、あるいは塩基性基を有するモノマーを成分として有する非極性溶媒に不溶な微粒子修飾樹脂で分散したものが挙げられる。   Examples of white and colored fine particles used in the present invention include metal oxides such as silica, titania and alumina, black colorants such as carbon black, aniline black, furnace black and lamp black, phthalocyanine blue and methylene blue. , Cyan colorants such as Victoria Blue, Methyl Violet, Aniline Blue, Ultramarine Blue, Rhodamine 6G Lake, Dimethylquinacridone, Watching Red, Rose Bengal, Rhodamine B, Alizarin Lake, Magenta Colorant, Chrome Yellow, Benzidine Yellow , Hansa Yellow, Naphthol Yellow, Molybdenum Orange, Quinoline Yellow, Yellow Colorants such as Tartrazine, etc., conventionally known dyes and pigments have the following acidic groups Monomer, or a monomer having a basic group in a non-polar solvent having a component include those dispersed in insoluble particulate modified resin.

非極性溶媒に不溶な酸性基を有する微粒子修飾樹脂(酸性基を有するモノマーを構成成分とする重合体又は共重合体)の例としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、桂皮酸、クロトン酸、ビニル安息香酸、2−メタクリロキシエチルコハク酸、2−メタクリロキシエチルマレイン酸、2−メタクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロキシエチルトリメリット酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−スルホエチルメタクリレート、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−クロロアミドホスホキシプロピルメタクリレート、2−メタクリロキシエチルアシッドホスフェート、ヒドロキシスチレン等の酸性基を有するモノマーの少くとも1種と、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ビニルラウレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、スチレン、ビニルトルエン等の(メタ)アクリル酸のアルキルまたはアリールエステルの少くとも1種とから得られる共重合体が挙げられる。
これら組み合わせるモノマーの種類、重合時の配合比を好適に定めることにより、非極性溶媒に不溶な微粒子修飾樹脂を作れば良い。
Examples of the fine particle modifying resin having an acidic group insoluble in a non-polar solvent (a polymer or copolymer having a monomer having an acidic group as a constituent component) include (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, and itacon. Acid, itaconic anhydride, fumaric acid, cinnamic acid, crotonic acid, vinyl benzoic acid, 2-methacryloxyethyl succinic acid, 2-methacryloxyethyl maleic acid, 2-methacryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-methacryloxyethyl Trimellitic acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 3-chloroamidophosphoxypropyl methacrylate, 2-methacryloxyethyl acid phosphate, Has acidic groups such as hydroxystyrene At least one monomer and 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, vinyl laurate, Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, styrene, vinyltoluene, etc. ) Copolymers obtained from at least one alkyl or aryl ester of acrylic acid.
A fine particle-modified resin that is insoluble in a nonpolar solvent may be produced by suitably determining the types of monomers to be combined and the blending ratio during polymerization.

非極性溶媒に不溶な塩基性基を有する微粒子修飾樹脂(塩基性基を有するモノマーを構成成分とする重合体又は共重合体)の例としては、N−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジ−tert−ブチルアミノエチルアクリレート、N−フェニルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジフェニルアミノエチルメタクリレート、アミノスチレン、ジメチルアミノスチレン、N−メチルアミノエチルスチレン、ジメチルアミノエトキシスチレン、ジフェニルアミノエチルスチレン、N−フェニルアミノエチルスチレン、2−N−ピペリジルエチル(メタ)アクリレート、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−ビニル−6−メチルピリジン等の塩基性基を有するモノマーの少くとも1種と、上記(メタ)アクリル酸のアルキルまたはアリールエステルの少くとも1種とから得られる共重合体が挙げられる。これら組み合わせるモノマーの種類、重合時の配合比を好適に定めることにより、非極性溶媒に不溶な微粒子修飾樹脂を作れば良い。   Examples of the fine particle modifying resin having a basic group insoluble in a nonpolar solvent (a polymer or copolymer having a monomer having a basic group as a constituent component) include N-methylaminoethyl (meth) acrylate, N- Ethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dibutylaminoethyl acrylate, N, N-di-tert-butylamino Ethyl acrylate, N-phenylaminoethyl methacrylate, N, N-diphenylaminoethyl methacrylate, aminostyrene, dimethylaminostyrene, N-methylaminoethylstyrene, dimethylaminoethoxystyrene, diphenylaminoethylstyrene, N-phenylaminoethylstyrene, 2 At least one monomer having a basic group such as N-piperidylethyl (meth) acrylate, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-vinyl-6-methylpyridine, and alkyl of the above (meth) acrylic acid Or the copolymer obtained from at least 1 sort (s) of an aryl ester is mentioned. A fine particle-modified resin that is insoluble in a nonpolar solvent may be produced by suitably determining the types of monomers to be combined and the blending ratio during polymerization.

また、固体粒子としてカーボンブラックや金属酸化物のグラフト化等により化学結合可能な物質を用いた場合は、これらの物質に前記酸性基あるいは塩基性基を有するモノマーを反応させることにより、酸性基又は塩基性基を化学結合させてもよい。
顔料の使用量は、微粒子修飾樹脂100重量部に対して顔料0.1重量部〜300重量部、好ましくは1重量部〜100重量部である。
非極性溶媒としては、公知の炭化水素系溶媒やシリコーンオイルを使用することができる。
非極性溶媒に可溶な樹脂としては、非極性溶媒よりも白色及び着色の荷電微粒子表面との引力相互作用が強いものが好ましい。
荷電した白色及び着色の微粒子に樹脂が吸着することにより、その立体効果によって荷電した白色及び着色の微粒子の分散安定性が増大する。
Further, when a substance that can be chemically bonded by carbon black or grafting of a metal oxide is used as the solid particles, an acidic group or a basic group can be reacted with the monomer having the acidic group or basic group. A basic group may be chemically bonded.
The amount of the pigment used is 0.1 to 300 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the fine particle modifying resin.
As the nonpolar solvent, a known hydrocarbon solvent or silicone oil can be used.
As the resin soluble in the nonpolar solvent, a resin having a stronger attractive interaction with the surface of the white and colored charged fine particles than the nonpolar solvent is preferable.
By adsorbing the resin to the charged white and colored fine particles, the dispersion stability of the charged white and colored fine particles is increased by the steric effect.

本発明で使用される上記炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに可溶な樹脂の具体例は次の通りである。
炭化水素溶媒に可溶な酸性基を有する樹脂(酸性基を有するモノマーを構成成分とする重合体又は共重合体)の例としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、桂皮酸、クロトン酸、ビニル安息香酸、2−メタクリロキシエチルコハク酸、2−メタクリロキシエチルマレイン酸、2−メタクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロキシエチルトリメリット酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−スルホエチルメタクリレート、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−クロロアミドホスホキシプロピルメタクリレート、2−メタクリロキシエチルアシッドホスフェート、ヒドロキシスチレン等の酸性基を有するモノマーの少くとも1種と、上記(メタ)アクリル酸のアルキルまたはアリールエステルの少くとも1種とから得られる共重合体が挙げられる。これら組み合わせるモノマーの種類、重合時の配合比を好適に定めることにより、炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに可溶な樹脂を作れば良い。
Specific examples of the resin soluble in the hydrocarbon solvent or silicone oil used in the present invention are as follows.
Examples of resins having acidic groups soluble in hydrocarbon solvents (polymers or copolymers having monomers having acidic groups as constituents) include (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid , Itaconic anhydride, fumaric acid, cinnamic acid, crotonic acid, vinyl benzoic acid, 2-methacryloxyethyl succinic acid, 2-methacryloxyethyl maleic acid, 2-methacryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-methacryloxyethyltri Merit acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 3-chloroamidophosphoxypropyl methacrylate, 2-methacryloxyethyl acid phosphate, hydroxy Monomers having acidic groups such as styrene And at least one copolymer obtainable from at least one alkyl or aryl esters of (meth) acrylic acid. A resin that is soluble in a hydrocarbon solvent or silicone oil may be prepared by suitably determining the type of monomer to be combined and the blending ratio during polymerization.

炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに可溶な塩基性基を有する樹脂(塩基性基を有するモノマーを構成成分とする重合体又は共重合体)の例としては、N−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジ−tert−ブチルアミノエチルアクリレート、N−フェニルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジフェニルアミノエチルメタクリレート、アミノスチレン、ジメチルアミノスチレン、N−メチルアミノエチルスチレン、ジメチルアミノエトキシスチレン、ジフェニルアミノエチルスチレン、N−フェニルアミノエチルスチレン、2−N−ピペリジルエチル(メタ)アクリレート、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−ビニル−6−メチルピリジン等の塩基性基を有するモノマーの少くとも1種と、上記(メタ)アクリル酸のアルキルまたはアリールエステルの少くとも1種とから得られる共重合体が挙げられる。これら組み合わせるモノマーの種類、重合時の配合比を好適に定めることにより、炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに可溶な樹脂を作れば良い。   Examples of resins having basic groups that are soluble in hydrocarbon solvents and silicone oils (polymers or copolymers comprising monomers having basic groups as constituents) include N-methylaminoethyl (meth) acrylate N-ethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dibutylaminoethyl acrylate, N, N-di-tert -Butylaminoethyl acrylate, N-phenylaminoethyl methacrylate, N, N-diphenylaminoethyl methacrylate, aminostyrene, dimethylaminostyrene, N-methylaminoethylstyrene, dimethylaminoethoxystyrene, diphenylaminoethylstyrene, N-phenylamino ethyl At least one monomer having a basic group such as tylene, 2-N-piperidylethyl (meth) acrylate, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-vinyl-6-methylpyridine, and the above (meth) Mention may be made of copolymers obtained from at least one alkyl or aryl ester of acrylic acid. A resin that is soluble in a hydrocarbon solvent or silicone oil may be prepared by suitably determining the type of monomer to be combined and the blending ratio during polymerization.

非イオン性の極性基を有する化合物としては、炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに可溶で誘電率が炭化水素系溶媒やシリコーンオイルよりも大きく、且つ自身はイオン解離しないものが好ましい。
本発明で使用される非イオン性の極性基を有する化合物としては、エーテル類、エステル類、アルコール類、ケトン類、アミド類などが挙げられる。
これらの化合物と炭化水素溶媒の混合比は、炭化水素溶媒100重量部に対し0.1〜10重量部程度である。
本発明の分散液を作るには、前記各成分を炭化水素溶媒中に混合分散すればよい。この場合、分散手段としてボールミル、サンドミル、アトライター等を用いてもよい。なお、混合順序は特に限定されるものではない。
The compound having a nonionic polar group is preferably a compound that is soluble in a hydrocarbon solvent or silicone oil, has a dielectric constant greater than that of the hydrocarbon solvent or silicone oil, and does not ionically dissociate itself.
Examples of the compound having a nonionic polar group used in the present invention include ethers, esters, alcohols, ketones and amides.
The mixing ratio of these compounds and the hydrocarbon solvent is about 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrocarbon solvent.
In order to make the dispersion of the present invention, the above-mentioned components may be mixed and dispersed in a hydrocarbon solvent. In this case, a ball mill, a sand mill, an attritor or the like may be used as the dispersing means. The mixing order is not particularly limited.

本発明の実施形態においては、炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに可溶な樹脂が非イオン性の極性基を有する。
本発明で使用される上記炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに可溶な樹脂の具体例は次の通りである。
酸性基を有し、かつ非イオン性の極性基を有する樹脂(酸性基を有するモノマーおよび非イオン性の極性基を有するモノマーを構成成分とする共重合体)の例としては、前記酸性基を有するモノマーの具体例のうちの少なくとも1種と、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−プロピルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、2,3−ジブロモプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、イソブチル−2−シアノアクリレート、2−シアノエチルアクリレート、エチル−2−シアノアクリレート、メタクリルアセトン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、トリフロロエチルメタクリレート、p−ニトロスチレン、ビニルピロリドン、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジブチルメタクリルアミド等の極性モノマーとの共重合体が挙げられる。
また、前記(メタ)アクリル酸のアルキルまたはアリールエステルの少なくとも1種以上を成分として有する共重合体であっても良い。
塩基性基を有し、かつ非イオン性の極性基を有する樹脂(塩基性基を有するモノマーおよび非イオン性の極性基を有するモノマーを構成成分とする共重合体)の例としては、少なくとも前記塩基性基を有するモノマーの具体例のうち少なくとも1種と、前記極性モノマーとの共重合体が挙げられる。
また、さらに前記(メタ)アクリル酸のアルキルまたはアリールエステルの少くとも1種以上を成分として有する共重合体であっても良い。
In the embodiment of the present invention, a resin soluble in a hydrocarbon solvent or silicone oil has a nonionic polar group.
Specific examples of the resin soluble in the hydrocarbon solvent or silicone oil used in the present invention are as follows.
Examples of a resin having an acidic group and having a nonionic polar group (a copolymer having a monomer having an acidic group and a monomer having a nonionic polar group as a constituent component) At least one of specific examples of the monomer having, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-propyl methacrylate , Methoxypolyethylene glycol methacrylate, methoxypolypropylene glycol methacrylate, 2-chloroethyl (meth) acrylate, 2,3-dibromopropyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, isobutyl-2-cyanoacrylate, 2-cyanoethyl acrylate, ethyl Polar monomers such as 2-cyanoacrylate, methacrylacetone, tetrahydrofurfuryl methacrylate, trifluoroethyl methacrylate, p-nitrostyrene, vinylpyrrolidone, acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-dibutylmethacrylamide And a copolymer.
Moreover, the copolymer which has at least 1 or more types of the alkyl or aryl ester of the said (meth) acrylic acid as a component may be sufficient.
Examples of a resin having a basic group and having a nonionic polar group (a copolymer having a monomer having a basic group and a monomer having a nonionic polar group as a constituent component) Among the specific examples of the monomer having a basic group, a copolymer of at least one kind and the polar monomer may be mentioned.
Further, it may be a copolymer having at least one or more alkyl or aryl esters of (meth) acrylic acid as a component.

本発明の実施形態においては、正に荷電した微粒子と負に荷電した微粒子が表面にイオン性の極性基を有する。
本発明で使用される上記正に荷電した微粒子と負に荷電した微粒子の具体例としては、前記酸性基を有するモノマーおよび前記極性モノマーを成分として有する炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに不溶な樹脂、あるいは前記塩基性基を有するモノマーと前記極性モノマーを成分として有する炭化水素系溶媒やシリコーンオイルに不溶な樹脂を使用したものが挙げられる。
また、固体粒子として、カーボンブラックや金属酸化物のグラフト化等により化学結合可能な物質を用いた場合は、これらの物質に前記酸性基あるいは塩基性基を有するモノマーと極性モノマーを反応させることにより、酸性基又は塩基性基と極性基を化学結合させてもよい。
In the embodiment of the present invention, positively charged fine particles and negatively charged fine particles have an ionic polar group on the surface.
Specific examples of the positively charged fine particles and the negatively charged fine particles used in the present invention include a monomer having the acidic group and a resin insoluble in a hydrocarbon solvent or silicone oil having the polar monomer as a component, Or the thing using the insoluble resin in the hydrocarbon solvent and silicone oil which have the monomer which has the said basic group, and the said polar monomer as a component is mentioned.
In addition, when substances that can be chemically bonded, such as carbon black or grafting of metal oxide, are used as the solid particles, by reacting these substances with a monomer having an acidic group or basic group and a polar monomer. Alternatively, an acidic group or basic group and a polar group may be chemically bonded.

本発明の実施形態においては、白色及び着色の粒子は少なくとも顔料と樹脂とから成り、該顔料と該樹脂の重量比が樹脂100重量部に対して顔料0.1重量部〜300重量部であることが好ましい。
着色成分である顔料の占める割合が多いと、画像として表示した際の画像濃度が高くなり、コントラストの良い画像表示媒体が得られる。
反面、白色及び着色の粒子表面の酸塩基解離によるイオン生成を司る樹脂成分が少なくなると、生成電荷量が少なくなり、応答速度を速くすることが困難となる。
逆に、着色成分である顔料の占める割合が少ないと応答速度は速くなるが、コントラストの良い画像表示が困難となる。
本発明の実施形態においては、白色微粒子は酸化チタンが好ましい。酸化チタンは各種材料の中でも白色度が一番高いためである。
In the embodiment of the present invention, the white and colored particles are composed of at least a pigment and a resin, and the weight ratio of the pigment to the resin is 0.1 to 300 parts by weight of the pigment with respect to 100 parts by weight of the resin. It is preferable.
When the proportion of the pigment as the coloring component is large, the image density when displayed as an image is high, and an image display medium with good contrast can be obtained.
On the other hand, if the resin component responsible for ion generation due to acid-base dissociation on the surface of white and colored particles decreases, the amount of generated charges decreases and it becomes difficult to increase the response speed.
Conversely, when the proportion of the pigment as the coloring component is small, the response speed increases, but it becomes difficult to display an image with good contrast.
In the embodiment of the present invention, the white fine particles are preferably titanium oxide. This is because titanium oxide has the highest whiteness among various materials.

本発明の1実施形態において下記に説明をする。
カーボンブラックは、各種の炭化水素又は炭素を含む化合物を不完全燃焼して得られる微細な球状粒子の集合体と定義され、化学組成が炭素98%以上の、限りなく純粋に近い炭素材料の総称である。
種類は、製法で分類する方法が一般的で、原料炭化水素の熱分解か、不完全燃焼か何れかに大別され(表1)、更に原料の種類により細分化される。コンタクト法は、炎を鉄や石などに接触させる製造法であり、チャンネル法やその改良法であるガスブラック法(ローラ法)等が含まれる。チャンネルブラックは、コンタクト法の代表的な製品で、チャンネル鋼の底面に炎を接触させて採取するものである。
ファーネス法は、燃料の空気による燃焼熱によって、原料炭化水素を連続的に熱分解させてカーボンブラックを生成させる方法で、ガスファーネス法とオイルファーネス法に分類される。
サーマル法は、原料の炭素源として天然ガスを利用し燃焼と熱分解を周期的に繰り返す特殊な製造法で、その特徴は大粒子径を有するカーボンブラックが得られることにある。
アセチレンブラックもアセチレンを原料とする一種のサーマル法であるが、アセチレンの熱分解は他の原料が吸熱反応であるのに対し発熱反応であるため、サーマル法における燃焼サイクルを省略することが可能となり、連続運転が出来る。アセチレンブラックの特徴は、通常のカーボンブラックに比較して結晶性が発達し、かつ、ストラクチャーが高いことにあるため導電性にすぐれ、乾電池用並びに各種ゴム、プラスチックの導電性付与剤として使用されている。
以下、カーボンブラックの製造方法と主な原料について表1に示す。
One embodiment of the present invention will be described below.
Carbon black is defined as an aggregate of fine spherical particles obtained by incomplete combustion of various hydrocarbons or carbon-containing compounds, and is a generic name for carbon materials that are nearly pure and have a chemical composition of 98% or more. It is.
The type is generally classified by the production method, and is roughly classified into either pyrolysis of raw material hydrocarbons or incomplete combustion (Table 1), and further subdivided according to the type of raw material. The contact method is a manufacturing method in which a flame is brought into contact with iron or stone, and includes a channel method and a gas black method (roller method) which is an improved method thereof. Channel black is a representative product of the contact method, and is collected by bringing a flame into contact with the bottom surface of channel steel.
The furnace method is a method of generating carbon black by continuously pyrolyzing raw material hydrocarbons by combustion heat of fuel air, and is classified into a gas furnace method and an oil furnace method.
The thermal method is a special production method in which natural gas is used as a raw material carbon source and combustion and thermal decomposition are repeated periodically. The feature is that carbon black having a large particle size can be obtained.
Acetylene black is a kind of thermal process that uses acetylene as a raw material. However, the thermal decomposition of acetylene is an exothermic reaction while other raw materials are endothermic, so it is possible to omit the combustion cycle in the thermal process. Continuous operation is possible. The characteristics of acetylene black are that it develops crystallinity compared to ordinary carbon black and has a high structure, so it has excellent conductivity, and is used as a conductivity-imparting agent for dry batteries and various rubbers and plastics. Yes.
The carbon black production method and main raw materials are shown in Table 1 below.

(1)カーボンの基本的特性
カーボンブラックをゴムや樹脂、塗料やインキのビヒクルに配合、分散させ補強性や黒色度、導電性などの機能を付与する際重要な因子は、粒子径とストラクチャー、それに粒子表面の物理化学的性質であり、これを通常カーボンブラックの三大特性と呼んでおり、これらの組み合わせで種々のカーボンブラックが製造されている。
カーボンブラックの3大基本特性は、
(I)粒子径:粒子径と表面積
(II)ストラクチャー:DBP給油量(ml/100g)とストラクチャー指数
(III)表面の化学的特性:揮発分(%)とpH
である。
本発明において、酸性カーボンブラックとは、その表面に酸性基を有するカーボンブラックを意味し、その中でもとりわけpHが5以下のカーボンブラックで揮発分が3.5〜8.0重量%のカーボンブラックを用いることが好ましい。
カーボンブラックのpHが5以下であると分散性が高くなる理由は定かでないが、推測するところでは、このようなカーボンブラックではpHを左右する表面酸性基が多く存在するため、カーボンブラック粒子自体の溶媒への親和性が上がり、このために微分散が可能になり、その結果、分散性が上がると思われる。
(1) Basic characteristics of carbon When carbon black is blended and dispersed in rubber, resin, paint and ink vehicles, the important factors for imparting functions such as reinforcement, blackness, and conductivity are particle size and structure. In addition, it is the physicochemical properties of the particle surface, which is usually called the three major characteristics of carbon black, and various carbon blacks are produced by combining these.
The three basic characteristics of carbon black are:
(I) Particle size: Particle size and surface area (II) Structure: DBP oil supply (ml / 100g) and structure index (III) Surface chemical properties: Volatile content (%) and pH
It is.
In the present invention, acidic carbon black means carbon black having an acidic group on its surface, among which carbon black having a pH of 5 or less and carbon black having a volatile content of 3.5 to 8.0% by weight. It is preferable to use it.
The reason why the dispersibility is high when the pH of the carbon black is 5 or less is not clear, but it is estimated that such carbon black has many surface acidic groups that influence the pH, and therefore the carbon black particles themselves The affinity for the solvent is increased, which enables fine dispersion, and as a result, dispersibility is expected to increase.

ここで、本発明で言うカーボンブラックのpHとは、以下の測定法によって得られる値を意味する。
即ち、カーボンブラック試料1〜10gをビーカーに量り採り、試料1gにつき10mlの割合で水を加え、時計皿で覆い、15分間煮沸する(試料をぬれやすくするため、エタノール数滴を加えてもよい)。煮沸後室温まで冷却し、傾斜法又は遠心分離法によって上澄み液を除去して、泥状物を残す。
この泥状物中にガラス電極pH計の電極を入れ、JISZ8802(pH測定法)によってpHを測定する。この場合、電極の挿入位置により測定値が変化することがあるから、ビーカーを動かして電極の位置を変えて電極面の泥状面が十分に接触するように注意して量り、pH値が一定になったときの値を読む。
また、とりわけ揮発分が3.5〜8.0重量%の範囲、より好ましくは4.5〜6.0重量%の範囲のカーボンブラックを用いて本発明の分散液を調整し、画像表示媒体を作成するとコントラストの高い画像表示体が得られる。
カーボンブラックの揮発分が3.5重量%以上であると分散性が高くなる理由は定かでないが、推測するところでは、このようなカーボンブラックでは表面酸性基が多く存在するため、カーボンブラック粒子自体の溶媒への親和性が上がり、そのために微分散が可能になり、その結果、分散性が上がると思われる。
更に、揮発分が8.0重量%を超えるカーボンブラックで分散液を作成しても、分散性はこれ以上が高くはならないので、揮発分が3.5〜8.5重量%の範囲にあるカーボンブラックを用いることが特に望ましい。これは、揮発成分が余り多いとカーボンブラックの分散性の阻害の原因となるためであると考えられる。
Here, the pH of the carbon black referred to in the present invention means a value obtained by the following measurement method.
That is, 1 to 10 g of carbon black sample is weighed into a beaker, water is added at a rate of 10 ml per 1 g of sample, covered with a watch glass, and boiled for 15 minutes (to make the sample easy to wet, several drops of ethanol may be added) ). After boiling, the mixture is cooled to room temperature, and the supernatant is removed by a gradient method or a centrifugal separation method to leave a mud.
An electrode of a glass electrode pH meter is put in this mud and the pH is measured by JISZ8802 (pH measuring method). In this case, the measured value may change depending on the electrode insertion position. Therefore, move the beaker to change the electrode position, carefully measure the electrode surface so that the muddy surface is in full contact, and maintain a constant pH value. Read the value when.
In addition, the dispersion liquid of the present invention is prepared using carbon black having a volatile content in the range of 3.5 to 8.0% by weight, more preferably in the range of 4.5 to 6.0% by weight, and an image display medium. Can be used to obtain an image display body with high contrast.
The reason why the dispersibility is high when the volatile content of the carbon black is 3.5% by weight or more is not clear, but it is estimated that the carbon black particles themselves have many surface acidic groups. It is believed that the affinity of the solvent to the solvent is increased, thereby enabling fine dispersion, and as a result, the dispersibility is improved.
Furthermore, even if a dispersion is prepared with carbon black having a volatile content of more than 8.0% by weight, the dispersibility does not increase any more, so the volatile content is in the range of 3.5 to 8.5% by weight. It is particularly desirable to use carbon black. This is considered to be because if too much volatile component is present, it will cause an inhibition of the dispersibility of carbon black.

ここで、本発明で言うカーボンブラックの揮発分とは以下の測定方法によって得られる値を意味する。
即ちカーボンブラックの乾燥試料を白金るつぼ又はそれと同形、同容量の落としふた付き磁器るつぼにふた下2mmを超えない程度まで打振して詰め、その質量を量る。
これにふたをして電気炉に入れ、950±25℃で正確に7分間加熱した後取出し、デジケーター中で室温になるまで放冷して加熱後の質量を量り、次の式によって揮発分を算出する。
V=(WD−WR)/WD×100
[式中、Vは揮発分(%)、WDは乾燥試料の質量(g)、WRは加熱後の試料の質量(g)を示す。]
このような酸性カーボンブラックは例えばMA7、MA8、#2200B(以上、三菱化成製)、RAVEN1255(コロンビア製)、REGAL400R、MOGUL L(以上、キヤボツト製)、Color Black FW1、Color Black FW18、Color Black S170、Color Black S150、PrintexU(以上、デグサ社製)等の市販品が使用でき、さらには本目的のために新たに製造されたものでも使用可能である。
Here, the volatile matter of carbon black referred to in the present invention means a value obtained by the following measuring method.
That is, a dry sample of carbon black is packed into a platinum crucible or a porcelain crucible of the same shape and capacity with a drop lid by shaking it so that it does not exceed 2 mm below the lid, and its mass is measured.
Cover it, put it in an electric furnace, heat it at 950 ± 25 ° C for exactly 7 minutes, take it out, let it cool to room temperature in a desiccator, weigh the mass after heating, and calculate the volatile content by the following formula calculate.
V = (WD−WR) / WD × 100
[In the formula, V represents volatile matter (%), WD represents the mass (g) of the dried sample, and WR represents the mass (g) of the sample after heating. ]
Such acidic carbon blacks include, for example, MA7, MA8, # 2200B (manufactured by Mitsubishi Kasei), RAVEN1255 (manufactured by Colombia), REGAL400R, MOGUL L (manufactured by Kibot), Color Black FW1, Color Black FW18, Color Black S170. , Color Black S150, Printex U (manufactured by Degussa Co., Ltd.) and other commercial products can be used, and those newly produced for this purpose can also be used.

酸性カーボンブラックの製造方法は、一般にチャンネルブラック法、フアーネスブラック法によるカーボンブラックを用いて行われる。
チャンネルブラック法は天然ガス、タウンガスや炭化水素を原料として部分燃焼させて冷たい面に衝突させる。フアーネスブラック法は天然ガスや石油留分を原料として高温雰囲気に保たれ密閉式反応炉中に原料を噴霧し、熱分解する。
さらに、これらのカーボンブラックを硝酸等で酸化処理を行い所望の酸性度を得る。
また、カーボンブラックの表面処理を行うことで、分散安定性、表面濡れ性、レオロジー特性、電気特性などの特性を改良することが出来る。
The production method of acidic carbon black is generally performed using carbon black by the channel black method or the furnace black method.
In the channel black method, natural gas, town gas and hydrocarbons are partially burned as raw materials and collided with cold surfaces. In the furnace black method, natural gas or petroleum fraction is used as a raw material, kept in a high temperature atmosphere, and the raw material is sprayed into a closed reactor and thermally decomposed.
Further, these carbon blacks are oxidized with nitric acid or the like to obtain a desired acidity.
In addition, the surface treatment of carbon black can improve properties such as dispersion stability, surface wettability, rheological properties, and electrical properties.

表面処理の方法には次のものが挙げられる。
カーボンブラックの粒子表面は縮合芳香族環があり下記に示す各種表面処理が可能である。
(1)表面酸化処理
カーボンブラックを酸化剤で処理すると、粒子表面の縮合芳香族環へカルボキシル基やフェノール性水酸基が導入される。
(2)界面活性剤分散
カーボンブラックは通常のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等により成膜液中に分散することが出来る。
(3)高分子(樹脂)分散安定剤による分散安定
カーボンブラックは、高分子分散安定剤の鎖状部分の立体障害反発による成膜液中での分散安定化が可能である。
(4)カプセル化処理
カーボンブラックが樹脂により被覆され溶剤中に分散されているもの、または、樹脂にカーボンブラックが含浸されたもの、即ち、表層もしくは内部、あるいは全体にカーボンブラックが存在するものが使用できる。
その特徴は、分散安定性、表面濡れ性、レオロジー特性、電気特性などの特性を改良することが出来る。
特に、分散安定性では、グラフト鎖の良溶媒中への分散性(分散媒中への易分散性と分散後の安定性)が著しく向上し、また、電気特性では、カーボンブラック粒子がポリマーマトリックス中へ容易に、しかも均一に分散するので、広い面積にわたって一定の抵抗値が得られるという特徴がある。
Examples of the surface treatment method include the following.
The surface of carbon black particles has a condensed aromatic ring and can be subjected to various surface treatments described below.
(1) Surface oxidation treatment When carbon black is treated with an oxidizing agent, a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group is introduced into the condensed aromatic ring on the particle surface.
(2) Surfactant dispersion Carbon black can be dispersed in a film-forming solution with a normal anionic surfactant, nonionic surfactant, cationic surfactant, amphoteric surfactant, and the like.
(3) Dispersion Stabilization by Polymer (Resin) Dispersion Stabilizer Carbon black can be dispersed and stabilized in a film forming solution by steric hindrance repulsion of the chain portion of the polymer dispersion stabilizer.
(4) Encapsulation treatment Carbon black is coated with a resin and dispersed in a solvent, or the resin is impregnated with carbon black, that is, the surface layer or the inside, or the carbon black exists in the whole. Can be used.
Its characteristics can improve properties such as dispersion stability, surface wettability, rheological properties and electrical properties.
In particular, with regard to dispersion stability, the dispersibility of the graft chain in a good solvent (easily dispersible in the dispersion medium and stability after dispersion) is remarkably improved, and in terms of electrical properties, the carbon black particles are polymer matrix. Since it is easily and uniformly dispersed in the inside, there is a feature that a constant resistance value can be obtained over a wide area.

(5)グラフト化処理
カーボンブラックのグラフト化処理はグラフト機構に基づいて次のように分類できる。
(a)カーボンブラック表面へのグラフト重合
カーボンブラックの存在下で、重合開始剤を用いてビニルモノマーの重合を行い、系内で生成する生長ポリマー鎖を粒子表面で補足する方法である。
(b)カーボンブラック表面からのグラフト重合
カーボンブラック表面へ導入した重合開始基からグラフト鎖を生長させる方法である。
(c)カーボンブラック表面とポリマーとのグラフト反応
カーボンブラック表面の官能基と反応性ポリマーとの反応による方法である。
このうち、(a)の方法は最も簡単に行なうことができるが、非グラフトポリマーの生成が優勢に起こるため、グラフト率の大きなものを得ることができない。
これに対して、(b)の系では、カーボンブラック表面からポリマー(グラフト鎖)が外へ向かって生長するので、グラフト率の大きなものが得られるという特徴がある。更に、(c)の方法によると、グラフト鎖の分子量や数を制御できるという大きな特徴があり、グラフト率も比較的大きなものが得られる。
(6)気相酸化法 オゾン処理やプラズマ処理によるカーボンブラック表面の酸化処理方法であり、カーボンブラックにプラズマ照射することでプラズマの高エネルギーによってカーボンブラック表面に水酸基やカルボキシル基を付けることが出来る。
(5) Grafting treatment Carbon black grafting treatment can be classified as follows based on the grafting mechanism.
(A) Graft polymerization on the surface of carbon black In this method, a vinyl monomer is polymerized using a polymerization initiator in the presence of carbon black, and the growing polymer chain generated in the system is captured on the particle surface.
(B) Graft polymerization from the carbon black surface This is a method of growing a graft chain from a polymerization initiating group introduced into the carbon black surface.
(C) Graft reaction between carbon black surface and polymer This is a method based on a reaction between a functional group on the carbon black surface and a reactive polymer.
Among these, the method (a) can be most easily performed, but since a non-grafted polymer is predominantly produced, a product having a large graft ratio cannot be obtained.
On the other hand, the system (b) is characterized in that a polymer (graft chain) grows outward from the carbon black surface, so that a product having a high graft rate can be obtained. Furthermore, according to the method (c), there is a great feature that the molecular weight and number of graft chains can be controlled, and a graft having a relatively large graft ratio can be obtained.
(6) Gas Phase Oxidation Method This is an oxidation treatment method of the carbon black surface by ozone treatment or plasma treatment. By irradiating the carbon black with plasma, a hydroxyl group or a carboxyl group can be attached to the carbon black surface by high energy of plasma.

より具体的に説明すると
(1)表面酸化処理
カーボンブラックを酸化剤で処理すると、粒子表面の縮合芳香族環へカルボキシル基やフェノール性水酸基が導入される。
更に、カーボンブラック表面の縮合芳香族環は、以下に示す通り次の様々な試薬と反応し、粒子表面への多彩な官能基の導入が可能となっている。
More specifically, (1) Surface oxidation treatment When carbon black is treated with an oxidizing agent, a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group is introduced into the condensed aromatic ring on the particle surface.
Furthermore, the condensed aromatic ring on the surface of carbon black reacts with the following various reagents as described below, and various functional groups can be introduced onto the particle surface.

(2)界面活性剤分散
アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤の種類としては次のような構造のものが使用できる。
好ましい界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、アセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。
より具体的には、アニオン系界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩である一般式(2)、及び/または炭素鎖が5〜7の分岐したアルキル鎖を有するジアルキルスルホ琥珀酸である化学式(3)を用いることでカーボンブラックの分散安定性が得られる。
R−O−(CHCHO)CHCOOM・・・・・(2)
(式中、Rは炭素数6〜14の分岐してもよいアルキル基、Mはアルカリ金属イオン、第4級アンモニウム、第4級ホスホニウム又はアルカノールアミン、mは3〜12の整数を示す。)
(式中、R、Rは炭素数5〜7の分岐したアルキル基、Mはアルカリ金属イオン、第4級アンモニウム、第4級ホスホニウム又はアルカノールアミンを示す。)
(2) Surfactant dispersion As the types of anionic surfactant, nonionic surfactant, cationic surfactant, and amphoteric surfactant, those having the following structure can be used.
Preferred surfactants include polyoxyethylene alkyl ether acetates, dialkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, and acetylene glycol surfactants. Agents.
More specifically, the anionic surfactant is a polyoxyethylene alkyl ether acetate general formula (2) and / or a dialkyl sulfosuccinic acid having a branched alkyl chain having 5 to 7 carbon chains. By using the chemical formula (3), dispersion stability of carbon black can be obtained.
R—O— (CH 2 CH 2 O) m CH 2 COOM (2)
(In the formula, R represents an alkyl group having 6 to 14 carbon atoms which may be branched, M represents an alkali metal ion, quaternary ammonium, quaternary phosphonium or alkanolamine, and m represents an integer of 3 to 12).
(In the formula, R 5 and R 6 are branched alkyl groups having 5 to 7 carbon atoms, M represents an alkali metal ion, quaternary ammonium, quaternary phosphonium or alkanolamine.)

さらに、本発明の界面活性剤の対イオンとしてリチウムイオン及び第4級アンモニウム、第4級ホスホニウムを用いることにより界面活性剤が優れた溶解安定性を示す。
好ましい非イオン系の界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルである一般式(4)、アセチレングリコール系界面活性剤である一般式(5)の活性剤が挙げられる。
(式中、Rは炭素数6〜14の分岐してもよいアルキル基、kは5〜12の整数を示す。)
(式中、p、qは0〜40の整数を示す。)
Further, the use of lithium ions, quaternary ammonium, and quaternary phosphonium as counter ions of the surfactant of the present invention shows excellent dissolution stability of the surfactant.
Preferred nonionic surfactants include those represented by general formula (4) which is polyoxyethylene alkylphenyl ether and those represented by general formula (5) which are acetylene glycol surfactants.
(In the formula, R represents an alkyl group having 6 to 14 carbon atoms which may be branched, and k represents an integer of 5 to 12).
(In formula, p and q show the integer of 0-40.)

(3)高分子(樹脂)分散安定剤による分散安定
高分子分散樹脂は一般に、平均分子量が高くなると、同一量を水溶性有機溶剤に溶解させたときの粘度が高くなる。
また、分散樹脂はカーボンブラックを分散させたときにカーボンブラックの周囲に吸着しカーボンブラックを立体障害により安定に分散させる役割を有しているため、分散樹脂の分子量が大きくなるということは吸着層が厚くなり分散体の粒子径が大きくなることを意味している。
特に、酸性を示すカーボンブラックは表面に多くの酸性基を有しているために本発明に用いられる分散樹脂に付加されているカルボキシル基とは反発する関係にあり、その粒子径はさらに広がる傾向にある。
つまり、本発明の分散液の如く、酸性カーボンブラックを使用する場合には、分散樹脂の平均分子量を小さいものにして分散液の粘性、分散体の粒子径を小さくしなけば良好な分散安定性が得られず、しかも前述のように分散樹脂はカーボンブラックの周囲に吸着し立体障害の働きをしなくてはならないために平均分子量が小さ過ぎては長期保存における分散安定性が悪くなってしまう。
(3) Dispersion Stabilization with Polymer (Resin) Dispersion Stabilizer Generally, when the average molecular weight of a polymer dispersed resin increases, the viscosity when the same amount is dissolved in a water-soluble organic solvent increases.
In addition, since the dispersion resin has a role of adsorbing around the carbon black when the carbon black is dispersed and stably dispersing the carbon black due to steric hindrance, the molecular weight of the dispersion resin is increased. Means that the particle diameter of the dispersion increases.
In particular, carbon black showing acidity has a repulsive relationship with the carboxyl group added to the dispersion resin used in the present invention because it has many acidic groups on its surface, and its particle size tends to further expand. It is in.
In other words, when acidic carbon black is used as in the dispersion of the present invention, good dispersion stability is obtained unless the average molecular weight of the dispersion resin is reduced and the viscosity of the dispersion and the particle diameter of the dispersion are reduced. In addition, as described above, the dispersion resin must be adsorbed around the carbon black and act as a steric hindrance, so if the average molecular weight is too small, the dispersion stability in long-term storage will deteriorate. .

本発明の分散液にカーボンブラックの分散剤として含有される水溶性樹脂は、アミンを溶解させた水溶液に可溶で重量平均分子量が3000〜30000であるものならどんなものでも使用可能で、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、あるいはこれらの塩等が挙げられる。   The water-soluble resin contained in the dispersion liquid of the present invention as a carbon black dispersant can be used as long as it is soluble in an aqueous solution in which an amine is dissolved and has a weight average molecular weight of 3000 to 30000. Acrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid-alkyl acrylate ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene- Examples thereof include methacrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymers, styrene-maleic acid half ester copolymers, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymers, vinyl naphthalene-maleic acid copolymers, and salts thereof.

本発明においては、正に荷電した自己分散性微粒子と負に荷電した自己分散性微粒子の分散安定性を共に高めるために樹脂分散剤をさらに添加することができる。
分散剤としては、本発明の目的にかなうものであれば特に限定されないが、例えば高分子分散剤が挙げられる。
高分子分散剤としては、ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、ポリ(N,N′−ジエチルアクリルアミド)、ポリ(N−ビニルホルムアミド)、ポリ(N−ビニルアセトアミド)、ポリ(N−ビニルフタルアミド)、ポリ(N−ビニルコハク酸アミド)、ポリ(N−ビニル尿素)、ポリ(N−ビニルピぺリドン)、ポリ(N−ビニルカプロラクタム)、ポリ(N−ビニルオキサゾリン)等が挙げられ、単独又は複数の高分子分散剤を添加することができる。
また、この他に本発明の目的の範囲内で、樹脂(高分子)分散剤、界面活性剤、各種分散安定化剤を用いることもできる。
In the present invention, a resin dispersant can be further added to enhance both the dispersion stability of the positively charged self-dispersing fine particles and the negatively charged self-dispersing fine particles.
Although it will not specifically limit as a dispersing agent if the objective of this invention is met, For example, a polymeric dispersing agent is mentioned.
Polymer dispersing agents include poly (N-vinyl-2-pyrrolidone), poly (N, N′-diethylacrylamide), poly (N-vinylformamide), poly (N-vinylacetamide), poly (N-vinyl). Phthalamide), poly (N-vinylsuccinamide), poly (N-vinylurea), poly (N-vinylpiperidone), poly (N-vinylcaprolactam), poly (N-vinyloxazoline) and the like. One or more polymer dispersants can be added.
In addition, resin (polymer) dispersants, surfactants, and various dispersion stabilizers can be used within the scope of the object of the present invention.

(4)グラフト化処理
表面への官能基導入
カーボンブラック表面に存在するフェノール性水酸基やカルボキシル基は、そのままグラフト反応の足場として利用できるが、これをベースとして、より反応性の高い官能基に変換すると、様々なポリマーのグラフト反応へ活用できる。
(a)表面へのグラフト重合
カーボンブラックの存在下で、ビニルモノマーのラジカル重合を行なうと、生成するポリマーの一部が粒子表面へグラフトする。
(b)表面からのグラフト重合
a.ラジカル重合
i ペルオキシド及びペルオキシエステル基
ii アゾ基
b.カチオングラフト重合
i アシリウムパークロレート基
ii クロルメチル基
iii ベンジリウムパークロレート
c.アニオングラフト重合
i カリウムカルボン酸塩基
ii カーボンブラック/BuLi複合体(OLi基)
iii アミノ基
(c)表面におけるポリマーとのグラフト反応
a.反応性カーボンブラックとポリマーとの反応
b.カーボンブラックと反応性ポリマーとの反応
i リビングポリマーとの反応
ii 末端イソシアナート基ポリマーとの反応
好ましくは、高分子(樹脂)分散タイプ、グラフトタイプ、カプセル化タイプが良い。
カーボンブラックとしては、チャンネルブラックまたはファーネスブラックが好ましい。
ファーネスブラックについては、酸化処理を施したものを用いると、溶媒への分散性が向上されるため、適宜酸化処理を行ったものが好ましい。
(4) Introduction of functional groups on the grafted surface The phenolic hydroxyl groups and carboxyl groups present on the surface of carbon black can be used as scaffolds for grafting reactions as they are, but based on this, they are converted to more reactive functional groups. Then, it can utilize for the graft reaction of various polymers.
(A) Graft polymerization on the surface When radical polymerization of a vinyl monomer is performed in the presence of carbon black, a part of the produced polymer is grafted on the particle surface.
(B) Graft polymerization from the surface a. Radical polymerization i peroxide and peroxyester groups
ii an azo group b. Cationic graft polymerization i Acylium perchlorate group
ii Chlormethyl group
iii Benzylium perchlorate c. Anionic graft polymerization i Potassium carboxylate group
ii Carbon black / BuLi composite (OLi group)
iii. Graft reaction with polymer on amino group (c) surface a. Reaction of reactive carbon black with polymer b. Reaction of carbon black with reactive polymer i Reaction with living polymer
ii Reaction with terminal isocyanate group polymer Preferably, a polymer (resin) dispersion type, a graft type, or an encapsulation type is preferred.
As carbon black, channel black or furnace black is preferable.
About furnace black, what used the oxidation process improves the dispersibility to a solvent, Therefore The thing which performed the oxidation process suitably is preferable.

本発明に用いるカーボンブラックとしては、例えばファーネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック等が挙げられ、単独又は複数種類のカーボンブラックを併用してもよい。
本発明においては、揮発分が3.5〜8.0重量%以上のカーボンブラックを少なくとも1種類含有することが好ましい。
このようなカーボンブラックとしては、デグサ社製のカラーブラックFW200、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラックFW1、カラーブラックFW18、スペシャルブラック6、カラーブラックS170、カラーブラックS160、スペシャルブラック5、スペシャルブラック4、スペシャルブラック4A、プリンテックス150T、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス140U、プリンテックス140V、スペシャルブラック550、スペシャルブラック350、スペシャルブラック250、スペシャルブラック100、三菱化学社製のMA7、MA77、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA230、MA220、キャボット社製のMONARCH700、MONARCH800、MONARCH880、MONARCH900、MONARCH1000、MONARCH1300、MONARCH1400、MOGUL−L、REGAL400R、VULCAN XC−72R等が挙げられる。
Examples of the carbon black used in the present invention include furnace black, ketjen black, channel black and the like, and a single type or a plurality of types of carbon black may be used in combination.
In the present invention, it is preferable to contain at least one carbon black having a volatile content of 3.5 to 8.0% by weight or more.
Such carbon blacks include Degussa Color Black FW200, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW1, Color Black FW18, Special Black 6, Color Black S170, Color Black S160, Special Black 5, Special Black 4, Special Black 4A, Printex 150T, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 550, Special Black 350, Special Black 250, Special Black 100, Mitsubishi Chemical Corporation MA7, MA77 , MA8, MA11, MA100, MA100R, MA230, MA220, MONARCH700, MONARC manufactured by Cabot Corporation 800, MONARCH880, MONARCH900, MONARCH1000, MONARCH1300, MONARCH1400, MOGUL-L, REGAL400R, and the like VULCAN XC-72R.

本発明に用いるカーボンブラックは、平均粒子径が0.01μm〜1μmであり、好ましくは0.05μm〜0.1μmである。
平均粒子径が0.01μm未満のものは、実質的に入手することが困難であり、平均粒子径が1μmを越える場合、該カーボンブラックを含有した分散液が、白色度、黒色度、コントラスト、応答速度等の観点から実用上満足できるものが得られ難いからである。
前記平均粒子径は、電子顕微鏡などで測定された一次粒子径に基づく平均粒子径を示す。また、前記カーボンブラックは、粒子表面をスチレンやメタクリル酸メチル等のポリマーでグラフト化したり、カプセル化したり、コアシェル化したり等、カーボンブラック粒子表面に酸化処理を施してもよい。
The carbon black used in the present invention has an average particle size of 0.01 μm to 1 μm, preferably 0.05 μm to 0.1 μm.
Those having an average particle diameter of less than 0.01 μm are substantially difficult to obtain. When the average particle diameter exceeds 1 μm, the dispersion containing the carbon black has whiteness, blackness, contrast, This is because it is difficult to obtain a practically satisfactory one from the viewpoint of response speed and the like.
The said average particle diameter shows the average particle diameter based on the primary particle diameter measured with the electron microscope etc. The carbon black may be oxidized on the surface of the carbon black particles by grafting the surface of the particles with a polymer such as styrene or methyl methacrylate, encapsulating, or forming a core shell.

本発明の1実施形態について説明する。
カーボンブラックグラフトポリマーとは、カーボンブラック部分に重合体部分がグラフト化された微粒子をいう。カーボンブラックグラフトポリマーは、カーボンブラックの一次粒子あるいは数個の凝集体に重合体がグラフト化されたものである。「グラフト化」に用いることができる付加反応には、求電子付加反応、ラジカル付加反応、求核付加反応、付加環化反応がある。
カーボンブラックは、通常数nm〜数百nmの粒子径を持つ。しかし、カーボンブラックは粒子同士の凝集力が大きいため、通常数ミクロン以上の粒子径を持つ凝集体として取り扱われる。
また、カーボンブラック同士の凝集力は、カーボンブラックと他の物質、例えば樹脂系材料との親和性に比べ著しく大きく、カーボンブラックをサブミクロンで樹脂系材料等に分散させることは非常に困難であり、安定した抵抗値を得ることができない。
一方、カーボンブラックグラフトポリマーは、カーボンブラックの粒子間に重合体部分が有効に入り込み、カーボンブラック同士の凝集力を弱めることができる。
さらに、重合体部分が樹脂系材料等と親和性のあるとき、カーボンブラックグラフトポリマーはサブミクロンで樹脂系材料等中に分散できる。
しかしながら、重合体部分が樹脂系材料等と高い親和性を有していたとしても、カーボンブラック部分に重合体部分が有効にグラフト化されていないと、その特性は安定したものとはならずまたバラツキを生じやすくなり、良好な分散体とはならず、また一定レベルの親和性を得ようとするとカーボンブラックグラフトポリマーにおけるカーボンブラック部分の含有量が低くなってしまうという結果ともなり、カーボンブラックの有する黒色度が著しく損なわれてしまうこととなる。
An embodiment of the present invention will be described.
The carbon black graft polymer refers to fine particles in which a polymer part is grafted on a carbon black part. The carbon black graft polymer is obtained by grafting a polymer to primary particles or several aggregates of carbon black. Addition reactions that can be used for “grafting” include electrophilic addition reactions, radical addition reactions, nucleophilic addition reactions, and cycloaddition reactions.
Carbon black usually has a particle size of several nm to several hundred nm. However, since carbon black has a large cohesion force between particles, it is usually handled as an aggregate having a particle diameter of several microns or more.
In addition, the cohesive strength between carbon blacks is significantly greater than the affinity between carbon black and other substances such as resin-based materials, and it is very difficult to disperse carbon black in resin-based materials etc. in submicrons. A stable resistance value cannot be obtained.
On the other hand, in the carbon black graft polymer, the polymer portion can effectively enter between the carbon black particles, and the cohesive force between the carbon blacks can be weakened.
Furthermore, when the polymer portion has an affinity with the resin-based material, the carbon black graft polymer can be dispersed in the resin-based material, etc. in submicrons.
However, even if the polymer portion has a high affinity with the resin-based material or the like, if the polymer portion is not effectively grafted to the carbon black portion, the characteristics will not be stable. As a result, the dispersion of carbon black does not become a good dispersion, and if a certain level of affinity is obtained, the content of the carbon black portion in the carbon black graft polymer is lowered. The blackness which it has will be impaired remarkably.

本発明に係るカーボンブラックグラフトポリマーを得るには、カーボンブラックに対して反応性を有する重合体をカーボンブラックに反応させて得られる。
カーボンブラックに対して反応性を有する重合体は、例えばカーボンブラックの表面官能基と反応性を有する反応性基を有するものであれば良く、さらにこの反応性基としては、カーボンブラック表面に存在する官能基と反応して当該重合体のカーボンブラックへのグラフト化に寄与できるものであれば特に限定されるものではなく各種の反応性基を利用できる。
ここで、グラフト化をより確実かつ安定なものとするためには、重合体部分が共有結合を介してカーボンブラックに結合することが望まれ、特にエステル結合、チオエステル結合、アミド結合、アミノ結合、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合およびスルホニル結合よりなる群から選ばれる少なくとも1種の結合、さらには、エステル結合、チオエステル結合およびアミド結合よりなる群から選ばれる少なくとも1種の結合であることが望まれる。このような点も考慮すると、反応性基は、エポキシ基、チオエポキシ基、アジリジン基およびオキサゾリン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種または2種以上のものであることが望ましい。
カーボンブラックに対する反応性基は必ずしもこれらのみに限定されるものではないが、これらの反応性基以外の基を有する重合体を用いる場合、使用できるカーボンブラックの種類に制限が生ずることがある。
The carbon black graft polymer according to the present invention can be obtained by reacting a carbon black reactive polymer with carbon black.
The polymer having reactivity with carbon black may be any polymer having a reactive group reactive with the surface functional group of carbon black, for example, and the reactive group is present on the surface of carbon black. The reactive group is not particularly limited as long as it can react with the functional group and contribute to the grafting of the polymer onto carbon black, and various reactive groups can be used.
Here, in order to make the grafting more reliable and stable, it is desired that the polymer portion is bonded to the carbon black through a covalent bond, in particular, an ester bond, a thioester bond, an amide bond, an amino bond, An at least one bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond and a sulfonyl bond, and at least one bond selected from the group consisting of an ester bond, a thioester bond and an amide bond It is desirable to be. Considering such points, the reactive group is preferably at least one or more selected from the group consisting of an epoxy group, a thioepoxy group, an aziridine group and an oxazoline group.
Although the reactive group with respect to carbon black is not necessarily limited to these, when the polymer which has groups other than these reactive groups is used, the kind of carbon black which can be used may restrict | limit.

重合体が前記反応性基を有するものであることが好ましい理由は、使用できるカーボンブラックの種類や状態にかかわらず、温和な条件においてもカーボンブラックと重合体とが非常に高いグラフト化効率で付加反応することにある。
特に、カーボンブラックが上記したようにカルボキシル基を表面官能基として有する場合、カルボキシル基が、エポキシ基、チオエポキシ基、アジリジン基またはオキサゾリン基と熱反応により高収率で不可逆的付加反応を行ない、この付加反応により、カーボンブラック部分と重合体部分に上記した共有結合が形成されるゆえ望ましい。
The reason why it is preferable that the polymer has the reactive group is that carbon black and the polymer are added with very high grafting efficiency even under mild conditions regardless of the type and state of carbon black that can be used. It is to react.
In particular, when carbon black has a carboxyl group as a surface functional group as described above, the carboxyl group undergoes an irreversible addition reaction in a high yield by thermal reaction with an epoxy group, thioepoxy group, aziridine group or oxazoline group. The addition reaction is desirable because the above-described covalent bond is formed between the carbon black portion and the polymer portion.

本発明の他の実施形態においては、白色及び着色の粒子の粒径は0.01μm〜1μmである。粒径が小さいほど高解像度の画像表示媒体が得られるが、一方で粒子の凝集力が大きくなり分散安定性を得ることが困難となる。逆に、粒径が大きいと分散安定性は良くなるが、高解像度を実現することが困難となる。
本発明の実施の形態においては、分散媒として使用される非極性溶剤は炭化水素とシリコーンオイルである。
炭化水素は揮発性等の点で実使用上安全性を確保できるものが多い。
本発明で使用される脂肪族炭化水素としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、リグロイン、ソルベントナフサ(市販品としてはエクソン社製アイソバーH、G、L、K、シェル石油社製シェルゾール等がある)等が挙げられる。
芳香族炭化水素溶媒は樹脂の可溶化能が一般的に高く、炭化水素溶媒に可溶な樹脂の選択性が増す。
本発明で使用される芳香族炭化水素としてはベンゼン、トルエン、キシレン、アルキルベンゼン等が挙げられる。シリコーンオイルは変成を含む各種ジメチルポリシロキサンが挙げられる。
本発明の実施形態においては、ノニオン系界面活性剤が好ましく先に挙げた構造に界面活性剤を用いることが出来る。これらの中でもソルビタントリオレートが好ましい。
In another embodiment of the present invention, the particle size of the white and colored particles is 0.01 μm to 1 μm. As the particle size is smaller, an image display medium with higher resolution can be obtained. On the other hand, the cohesive force of the particles is increased, and it is difficult to obtain dispersion stability. On the contrary, when the particle size is large, the dispersion stability is improved, but it is difficult to realize high resolution.
In the embodiment of the present invention, the nonpolar solvents used as the dispersion medium are hydrocarbon and silicone oil.
Many hydrocarbons can ensure safety in practical use in terms of volatility.
Examples of the aliphatic hydrocarbon used in the present invention include pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, ligroin, and solvent naphtha (commercially available products are Isobar H, G, L, K, Shell Petroleum manufactured by Exxon). And the like.
Aromatic hydrocarbon solvents generally have a high resin solubilizing ability, increasing the selectivity of resins soluble in hydrocarbon solvents.
Examples of the aromatic hydrocarbon used in the present invention include benzene, toluene, xylene, alkylbenzene and the like. Examples of the silicone oil include various dimethylpolysiloxanes including modification.
In the embodiment of the present invention, a nonionic surfactant is preferably used, and the surfactant can be used in the structure mentioned above. Among these, sorbitan trioleate is preferable.

本発明の実施の形態においては、表示媒体を構成する2枚の導電層電極間の間隙、即ち前記所望の間隙は5〜300μm、より好ましくは10〜200μm、最も好ましくは50〜100μmである。
5μmより狭い場合には、画像コントラストが充分ではなくなることがあり、300μmより広い場合には、印加電圧を過大にしなければならないことが多い。
本発明の実施の形態においては、現実的に画像表示媒体を封入する表示セルとしては、フォトリソ等で微細セルを作製することは非常に工程が多く、設備や環境対策でも負荷が多いため、マイクロカプセルに封入することが好ましいと考えられる。
本発明の実施の形態においては、マイクロカプセルの平均粒子径は10〜150μmが好ましい。
中でも100μmはコントラストが高く好ましく、50μmが応答速度が早く好ましい。現実的にはこの50〜100μmの平均粒子径が一番好ましい。
本発明の実施の形態においては、マイクロカプセルの材質は透明性と柔らかさの特性でゼラチンが一番好ましい。
ゼラチン以外ではアラビアゴム、ウレタン、メラミン、アクリル、ポリエステル、その他各種合成高分子や天然高分子を用いることが出来る。
本発明の実施の形態においては、マイクロカプセルがシート上にコーティング等の塗布方法で形成されていることでフレキシブルな表示装置が可能となる。
In the embodiment of the present invention, the gap between the two conductive layer electrodes constituting the display medium, that is, the desired gap is 5 to 300 μm, more preferably 10 to 200 μm, and most preferably 50 to 100 μm.
When the width is smaller than 5 μm, the image contrast may not be sufficient. When the width is larger than 300 μm, the applied voltage often needs to be excessive.
In the embodiment of the present invention, as a display cell that actually encloses an image display medium, it is very many steps to produce a fine cell by photolithography or the like, and there are many loads in equipment and environmental measures. It may be preferable to encapsulate.
In the embodiment of the present invention, the average particle diameter of the microcapsules is preferably 10 to 150 μm.
Of these, 100 μm is preferable because of high contrast, and 50 μm is preferable because of its high response speed. Practically, this average particle size of 50 to 100 μm is most preferable.
In the embodiment of the present invention, the material of the microcapsule is most preferably gelatin because of transparency and softness.
Other than gelatin, gum arabic, urethane, melamine, acrylic, polyester, and other various synthetic and natural polymers can be used.
In the embodiment of the present invention, a flexible display device is possible because the microcapsules are formed on a sheet by a coating method such as coating.

本発明により、上記従来技術に鑑みて、正に荷電した自己分散性微粒子と負に荷電した自己分散性微粒子との組み合わせにより、可逆表示が可能で、メモリー性を有し、特に、コントラストと解像度が高く応答速度の速い画像表示媒体及びこれを用いた画像表示装置を提供することができた。
また、材料選択性が高く、長期安定性の良い、実使用上安全性の確保ができる画像表示媒体及びこれを用いた画像表示装置を提供することができた。
According to the present invention, in view of the above prior art, the combination of positively charged self-dispersing fine particles and negatively charged self-dispersing fine particles enables reversible display, has memory properties, and in particular, contrast and resolution. Image display medium having a high response speed and a high response speed and an image display apparatus using the same can be provided.
In addition, it was possible to provide an image display medium having high material selectivity, good long-term stability, and safety in practical use, and an image display apparatus using the image display medium.

以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
なお、実施例で用いる部は、全て重量部である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.
All parts used in the examples are parts by weight.

1.荷電微粒子の合成方法
合成例1
(塩基性基を有するコアシェル酸化チタン微粒子の作製方法)
(1)分散剤の合成
シリコーンマクロマーFM0711(チッソ製)36g、ジメチルアミノエチルメタクリレートDMAEMA(東京化成製)4g、開始剤AIBN(東京化成製)0.2g、シリコーンオイルKF96L−1cs(信越化学製)360gをセパラブル容器に入れ、窒素雰囲気下、200rpmで攪拌した。その後、温度を30分間で60℃まで上げ、7時間60℃で重合反応を行った。その後、温度を30分間で80℃まで上げ、1時間80℃に保った。この後、温度を室温まで戻した。合成した分散剤溶液のシリコーンオイルをエバポレーター除去した。真空乾燥機で24時間乾燥して分散剤とした。
(2)コアシェル酸化チタン微粒子の合成
(a)上記で合成した分散剤4gとシリコーンオイルKF96L−lcs(信越化学製)200gをビーカーに入れ、マグネチックスターラーで1時間攪拌した後、酸化チタンCR−90(石原産業製)4gを加え1時間攪拌した。この後、超音波分散器で2時間分散し酸化チタン分散液とした。
(b)シリコーンマクロマーFM0725(チッソ製)3g、メチルメタクリレートMMA(東京化成製)6.9g、ジメチルアミノエチルメタクリレートDMAEMA(東京化成製)0.1g、開始剤AIBN(東京化成製)0.05gをビーカーに入れ攪拌した。
セパラブル容器に上記酸化チタン分散液と共に入れ、窒素雰囲気下、200rpmで攪拌した。その後、温度を30分間で60℃まで上げ、7時間60℃で重合反応を行った。その後、温度を30分間で80℃まで上げ、1時間80℃に保った。この後、温度を室温まで戻した。合成したコアシェル酸化チタン微粒子溶液を2000〜3000rpmの速度で遠心分離機を用い分離した。シリコーンオイルKF96L−lcs(信越化学製)に溶解して遠心分離器で同様に分離した。この操作を3回繰り返した。真空乾燥機で24時間乾燥してコアシェル酸化チタン微粒子とした。
1. Synthesis method 1 of charged fine particles
(Method for producing core-shell titanium oxide fine particles having a basic group)
(1) Dispersant synthetic silicone macromer FM0711 (manufactured by Chisso) 36 g, dimethylaminoethyl methacrylate DMAEMA (manufactured by Tokyo Chemical Industry) 4 g, initiator AIBN (manufactured by Tokyo Chemical Industry) 0.2 g, silicone oil KF96L-1cs (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 360 g was placed in a separable container and stirred at 200 rpm in a nitrogen atmosphere. Then, temperature was raised to 60 degreeC in 30 minutes, and the polymerization reaction was performed at 60 degreeC for 7 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. in 30 minutes and maintained at 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, the temperature was returned to room temperature. The silicone oil in the synthesized dispersant solution was removed by an evaporator. It dried for 24 hours with the vacuum dryer and it was set as the dispersing agent.
(2) Synthesis of core-shell titanium oxide fine particles (a) 4 g of the dispersant synthesized above and 200 g of silicone oil KF96L-lcs (manufactured by Shin-Etsu Chemical) were placed in a beaker and stirred with a magnetic stirrer for 1 hour, and then titanium oxide CR- 4 g of 90 (Ishihara Sangyo) was added and stirred for 1 hour. Thereafter, it was dispersed for 2 hours with an ultrasonic disperser to obtain a titanium oxide dispersion.
(B) 3 g of silicone macromer FM0725 (manufactured by Chisso), 6.9 g of methyl methacrylate MMA (manufactured by Tokyo Chemical Industry), 0.1 g of dimethylaminoethyl methacrylate DMAEMA (manufactured by Tokyo Chemical Industry), 0.05 g of initiator AIBN (manufactured by Tokyo Chemical Industry) Stir in a beaker.
It put into the separable container with the said titanium oxide dispersion liquid, and stirred at 200 rpm under nitrogen atmosphere. Then, temperature was raised to 60 degreeC in 30 minutes, and the polymerization reaction was performed at 60 degreeC for 7 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. in 30 minutes and maintained at 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, the temperature was returned to room temperature. The synthesized core-shell titanium oxide fine particle solution was separated using a centrifuge at a speed of 2000 to 3000 rpm. It melt | dissolved in silicone oil KF96L-lcs (made by Shin-Etsu Chemical), and isolate | separated similarly with the centrifuge. This operation was repeated three times. It dried for 24 hours with the vacuum dryer and it was set as the core shell titanium oxide microparticles | fine-particles.

合成例2
(酸性基を有するシリコーンオイルに可溶な樹脂の作製方法)
シリコーンマクロマーFM0711(チッソ製)38g、メタクリル酸MAA(東京化成製)1g、ビニルピロリドン(東京化成製)1g、開始剤AIBN(東京化成製)0.2g、シリコーンオイルKF96L−lcs(信越化学製)360gをセパラブル容器に入れ、窒素雰囲気下、200rpmで攪拌した。その後、温度を30分間で60℃まで上げ、7時間60℃で重合反応を行った。その後、温度を30分間で80℃まで上げ、1時間80℃に保った。この後、温度を室温まで戻した。合成した分散剤溶液のシリコーンオイルをエバポレーター除去した。真空乾燥機で24時間乾燥して酸ポリマーとした。
Synthesis example 2
(Method for producing resin soluble in silicone oil having acidic group)
Silicone macromer FM0711 (manufactured by Chisso), 1 g of MAA methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry), 1 g of vinylpyrrolidone (manufactured by Tokyo Chemical Industry), 0.2 g of initiator AIBN (manufactured by Tokyo Chemical Industry), silicone oil KF96L-lcs (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 360 g was placed in a separable container and stirred at 200 rpm in a nitrogen atmosphere. Then, temperature was raised to 60 degreeC in 30 minutes, and the polymerization reaction was performed at 60 degreeC for 7 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. in 30 minutes and maintained at 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, the temperature was returned to room temperature. The silicone oil in the synthesized dispersant solution was removed by an evaporator. It was dried in a vacuum dryer for 24 hours to obtain an acid polymer.

合成例3
(酸性基を有するコアシェル酸化チタン微粒子の作製方法)
合成例1の(1)と(2)の(a)迄は同じで、(a)で作製した酸化チタン分散液の2倍の量を下記合成に使用した。
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器にトルエン200部を採り、85℃に加熱した。この中にメタクリル酸メチル16部、メタクリル酸4部、酸化チタン分散液、アゾビスイソブチロニトリル0.1部よりなる溶液を1時間にわたって滴下した。
この温度で4時間撹拌し、反応を終了した。反応終了後、溶媒を除去し、微粒子修飾樹脂を得た。
Synthesis example 3
(Method for producing core-shell titanium oxide fine particles having acidic groups)
The same applies up to (1) in Synthesis Example 1 and (a) in (2), and twice the amount of the titanium oxide dispersion prepared in (a) was used for the following synthesis.
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser, 200 parts of toluene was taken and heated to 85 ° C. A solution comprising 16 parts of methyl methacrylate, 4 parts of methacrylic acid, a titanium oxide dispersion, and 0.1 part of azobisisobutyronitrile was added dropwise over 1 hour.
The mixture was stirred at this temperature for 4 hours to complete the reaction. After completion of the reaction, the solvent was removed to obtain a fine particle modified resin.

合成例4
(塩基性基を有する炭化水素溶媒に可溶な樹脂の作製)
反応容器に、アイソパーH200部を採り、85℃に加熱した。この中にラウリルメタクリレート19部、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート1部、アゾビスイソブチロニトリル0.1部よりなる溶液を1.5時間にわたって滴下した。ついで90℃に昇温し、この温度で4時間撹拌し、反応を終了した。均一で透明な樹脂溶液が得られた。
Synthesis example 4
(Production of a resin soluble in a hydrocarbon solvent having a basic group)
In a reaction vessel, 200 parts of Isopar H was taken and heated to 85 ° C. A solution comprising 19 parts of lauryl methacrylate, 1 part of N, N-diethylaminoethyl methacrylate and 0.1 part of azobisisobutyronitrile was added dropwise over 1.5 hours. Subsequently, the temperature was raised to 90 ° C., and the mixture was stirred at this temperature for 4 hours to complete the reaction. A uniform and transparent resin solution was obtained.

合成例5
(塩基性基を有するコアシェル酸化チタン微粒子の作製方法)
合成例1の(1)と(2)の(a)迄は同じで、(a)で作製した酸化チタン分散液の4倍の量を下記合成に使用した。合成例1で用いた反応容器にアイソパーH500部を採り、80℃に加熱した。この中にラウリルメタクリレート10部、エチルメタクリレート80部、ジ−tert−ブチルアミノエチルアクリレート10部及びアゾビスイソブチロニトリル0.2部、酸化チタン分散液よりなる溶液を1時間にわたって滴下した。
次いで、85℃に昇温し、この温度で4時間撹拌し、反応を終了した。反応終了後溶媒を除去し、微粒子修飾樹脂を得た。
Synthesis example 5
(Method for producing core-shell titanium oxide fine particles having a basic group)
The same applies to (a) in Synthesis Example 1 and (a) in (2), and four times the amount of the titanium oxide dispersion prepared in (a) was used for the following synthesis. 500 parts of Isopar H was taken in the reaction vessel used in Synthesis Example 1 and heated to 80 ° C. A solution comprising 10 parts of lauryl methacrylate, 80 parts of ethyl methacrylate, 10 parts of di-tert-butylaminoethyl acrylate, 0.2 part of azobisisobutyronitrile, and a titanium oxide dispersion was added dropwise over 1 hour.
Next, the temperature was raised to 85 ° C., and the mixture was stirred at this temperature for 4 hours to complete the reaction. After completion of the reaction, the solvent was removed to obtain a fine particle modified resin.

合成例6
(酸性基と非イオン性の極性基を有する炭化水素溶媒に可溶な樹脂の作製方法)
反応容器にアイソパーH500部を採り、80℃に加熱した。この中に2−エチルヘキシルメタクリレート50部、メタクリル酸5部、ヒドロキシエチルメタクリレート5部、アゾビスイソブチロニトリル0.1部からなる溶液を1時間にわたって滴下した。次いで、85℃に昇温し、この温度で4時間撹拌し、反応を終了した。均一で透明な樹脂溶液が得られた。
Synthesis Example 6
(Method for producing resin soluble in hydrocarbon solvent having acidic group and nonionic polar group)
500 parts of Isopar H was taken in a reaction vessel and heated to 80 ° C. A solution consisting of 50 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 5 parts of methacrylic acid, 5 parts of hydroxyethyl methacrylate and 0.1 part of azobisisobutyronitrile was added dropwise over 1 hour. Next, the temperature was raised to 85 ° C., and the mixture was stirred at this temperature for 4 hours to complete the reaction. A uniform and transparent resin solution was obtained.

合成例7
(酸性基と非イオン性の極性基を有する酸化チタン微粒子の作製方法)
合成例1の(1)と(2)の(a)迄は同じで、(a)で作製した酸化チタン分散液の60倍の量を下記合成に使用した。
合成例1で用いた反応容器にトルエン400部を採り、90℃に加熱した。この中にブチルアクリレート50部、メチルメタクリレート70部、シクロヘキシルメタクリレート40部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート85部、2,3−ジブロモプロピルアクリレート50部、酸化チタン分散液、スチレンスルホン酸5部、ベンゾイルパーオキサイド3部よりなる溶液を5時間にわたって滴下した。次いで、95℃で2時間撹拌して反応終了した。溶媒を除去し、微粒子修飾樹脂を得た。
Synthesis example 7
(Method for producing titanium oxide fine particles having acidic groups and nonionic polar groups)
The same applies up to (1) in Synthesis Example 1 and (a) in (2), and 60 times the amount of the titanium oxide dispersion prepared in (a) was used for the following synthesis.
400 parts of toluene was placed in the reaction vessel used in Synthesis Example 1 and heated to 90 ° C. In this, 50 parts of butyl acrylate, 70 parts of methyl methacrylate, 40 parts of cyclohexyl methacrylate, 85 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 50 parts of 2,3-dibromopropyl acrylate, titanium oxide dispersion, 5 parts of styrene sulfonic acid, benzoyl peroxide A solution of 3 parts was added dropwise over 5 hours. Subsequently, the reaction was completed by stirring at 95 ° C. for 2 hours. The solvent was removed to obtain a fine particle modified resin.

合成例8
(塩基性基を有する炭化水素溶媒に可溶な樹脂の作製)
反応容器にアイソパーH500部を採り90℃に加熱する。この中にステアリルメタクリレート80部、メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート(分子量482)10部、ジメチルアミノエチルメタクリレート5部及びベンゾイルパーオキサイド5部よりなる溶液を1時間で滴下した後、同温度で3時間撹拌する。こうして均一透明な樹脂溶液が得られた。
Synthesis example 8
(Production of a resin soluble in a hydrocarbon solvent having a basic group)
Take 500 parts of Isopar H in a reaction vessel and heat to 90 ° C. A solution consisting of 80 parts of stearyl methacrylate, 10 parts of methoxypolypropylene glycol methacrylate (molecular weight 482), 5 parts of dimethylaminoethyl methacrylate and 5 parts of benzoyl peroxide is added dropwise in 1 hour, followed by stirring at the same temperature for 3 hours. In this way, a uniform transparent resin solution was obtained.

合成例9
(塩基性基を有するコアシェル酸化カーボンブラック微粒子の作製方法)
合成例1で酸化チタンを使う代わりにカーボンブラック(Printex A,degussa)を使用し、その他は同じ条件で塩基性基を有するコアシェル酸化カーボンブラック微粒子を合成した。
<自己分散微粒子の合成方法>
Synthesis Example 9
(Method for producing core-shell oxidized carbon black fine particles having a basic group)
Core-shell oxidized carbon black fine particles having basic groups were synthesized under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that carbon black (Printex A, degussa) was used instead of titanium oxide.
<Synthesis method of self-dispersing fine particles>

合成例10
(アクリルコポリマーグラフトカーボンブラックの合成方法)
(1)カーボンブラック表面処理
4Lガラス製の反応容器に脱イオン水3.0Lを投入して250rpmで攪拌する。
カーボンブラック(Printex A,degussa)115gを投入する。37%塩酸を3.0mL投入する。4−ビニルアニリンを2.5g投入して65℃で30分以上攪拌する。
ビニルアニリンは常温でゼリー状で粘着性があり、扱いが難しいので注意する。
亜硝酸ナトリウム1.43gと脱イオン水10mLをあらかじめ溶解させておき、1時間程度で滴下する。65℃/3時間攪拌する。室温にもどして一夜間攪拌する。黒分散物を30,000rpm/20分で遠心分離する。デカンテーションする。黒色粉体に脱イオン水500mLを投入して攪拌、再分散する。黒分散物を30,000rpm/20分で遠心分離する。デカンテーションする。黒色粉体を一夜間放置乾燥後、40℃/4時間真空乾燥する。表面処理カーボンブラック(VAnCB)が合成できる。
(2)グラフトカーボンブラックの合成
1Lガラス製反応容器に表面処理カーボンブラック(VAnCB)50gを投入する。トルエン100mLを投入する。2−エチルヘキシルメタクリレート100mLを投入する。AIBN0.65gを投入する。250rpmで攪拌、N2パージ20分、一時間程度で70℃まで加熱、7時間攪拌し、室温まで冷却する。THF500mLを投入して攪拌する。3Lメタノール中に再沈させ吸引濾過する。「黒色ポリマーにTHF1.5Lを投入して攪拌、再分散し、10℃に冷却する。黒分散物を30,000rpm/20分で遠心分離する。デカンテーションする。」この操作を計3回繰り返す。黒色粉体を70℃/4時間真空乾燥する。グラフトカーボンブラック(2EHMACB)が合成できる。(TG/DTAで12.3%の重量減少)
Synthesis Example 10
(Synthesis method of acrylic copolymer grafted carbon black)
(1) Carbon black surface treatment A reaction vessel made of 4 L glass is charged with 3.0 L of deionized water and stirred at 250 rpm.
Add 115 g of carbon black (Printex A, degussa). Add 3.0 mL of 37% hydrochloric acid. Add 2.5 g of 4-vinylaniline and stir at 65 ° C. for 30 minutes or more.
Be careful because vinylaniline is jelly-like and sticky at room temperature and is difficult to handle.
Sodium nitrite 1.43 g and deionized water 10 mL are dissolved in advance and added dropwise in about 1 hour. Stir at 65 ° C./3 hours. Return to room temperature and stir overnight. The black dispersion is centrifuged at 30,000 rpm / 20 minutes. Decant. Add 500 mL of deionized water to the black powder and stir and redisperse. The black dispersion is centrifuged at 30,000 rpm / 20 minutes. Decant. The black powder is left to dry overnight and then vacuum dried at 40 ° C. for 4 hours. Surface treated carbon black (VAnCB) can be synthesized.
(2) Synthesis of graft carbon black 50 g of surface-treated carbon black (VAnCB) is charged into a 1 L glass reaction vessel. Charge 100 mL of toluene. Add 100 mL of 2-ethylhexyl methacrylate. Add 0.65 g of AIBN. Stir at 250 rpm, N2 purge for 20 minutes, heat to 70 ° C. in about one hour, stir for 7 hours, and cool to room temperature. Add 500 mL of THF and stir. Reprecipitate in 3 L methanol and filter with suction. “Add 1.5 L of THF to the black polymer, stir, redisperse, and cool to 10 ° C. Centrifuge the black dispersion at 30,000 rpm / 20 minutes. Decant.” Repeat this operation three times in total. . The black powder is vacuum dried at 70 ° C. for 4 hours. Graft carbon black (2EHMACB) can be synthesized. (12.3% weight loss with TG / DTA)

合成例11
(アクリルコポリマーグラフト酸化チタンの合成方法)
(1)酸化チタン表面処理
4Lガラス製反応容器にエタノール930.7gを投入する。脱イオン水69.3gを投入して150rpmで攪拌する。氷酢酸をpH4.5に調整して滴下する。3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート160gを投入して150rpmで5分攪拌後、250rpmにする。酸化チタン(R−960、Dupont)1000gを投入して250rpm、10分攪拌後、200rpmにする。メタノール1826.6gを投入して200rpm、1分攪拌する。白分散物を3,000rpm/20分で遠心分離する。デカンテーションする。白色粉体を一夜間放置乾燥後、70℃/4時間真空乾燥する。表面処理酸化チタン(Silanized Titania)が合成できる。
(2)グラフト酸化チタン微粒子の合成
4Lガラス製反応容器にラウリルメタクリレート960gを投入する。トルエン1386gを投入して200rpmで攪拌、温度50℃にする。300rpmにする。表面処理酸化チタン(Silanized Titania)を細かく砕いておき、750gを投入して攪拌する。Nパージ20分。AIBN5.64gとトルエン500gをあらかじめ溶解させておき、1時間程度で滴下する。一時間程度で70℃まで加熱する。70℃で一夜間攪拌する。
白分散物(とろりとした液体)を10,000rpm/30分で遠心分離する。デカンテーションする。「白色粉体にトルエン1000gを投入して攪拌、再分散する。白分散物を3,000rpm/30分で遠心分離する。デカンテーションする。」この操作を計2回繰り返す。白色分粉体を一夜間放置乾燥後、70℃/4時間真空乾燥する。グラフト酸化チタン(LMATiO)が合成できる。
Synthesis Example 11
(Synthesis method of acrylic copolymer grafted titanium oxide)
(1) Titanium oxide surface treatment 930.7 g of ethanol is put into a 4 L glass reaction vessel. Charge 69.3 g of deionized water and stir at 150 rpm. Glacial acetic acid is adjusted to pH 4.5 and added dropwise. 160 g of 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate is added and stirred at 150 rpm for 5 minutes, and then 250 rpm. 1000 g of titanium oxide (R-960, Dupont) is added and stirred at 250 rpm for 10 minutes and then 200 rpm. Add 1826.6 g of methanol and stir at 200 rpm for 1 minute. The white dispersion is centrifuged at 3,000 rpm / 20 minutes. Decant. The white powder is left to dry overnight and then vacuum dried at 70 ° C. for 4 hours. A surface-treated titanium oxide can be synthesized.
(2) Synthesis of grafted titanium oxide fine particles 960 g of lauryl methacrylate is charged into a 4 L glass reaction vessel. 1386 g of toluene is added and stirred at 200 rpm to a temperature of 50 ° C. Set to 300 rpm. Surface-treated titanium oxide (Silanized Titania) is finely crushed, and 750 g is added and stirred. N 2 purge 20 minutes. AIBN 5.64 g and toluene 500 g are dissolved in advance and dropped in about 1 hour. Heat to 70 ° C. in about an hour. Stir overnight at 70 ° C.
The white dispersion (thick liquid) is centrifuged at 10,000 rpm / 30 minutes. Decant. “1000 g of toluene is added to the white powder and stirred and redispersed. The white dispersion is centrifuged at 3,000 rpm / 30 minutes. Decanted.” This operation is repeated twice in total. The white powder is left to dry overnight and then vacuum dried at 70 ° C. for 4 hours. Grafted titanium oxide (LMATiO 2 ) can be synthesized.

2.分散液の調製
実施例1から実施例5迄の分散液を、1から11迄の各合成例で作製した微粒子とポリマーを用いて、表2に示す配合組成で作製した。下記、重量部は固形分量である。
2. Preparation of Dispersion Dispersions of Examples 1 to 5 were prepared with the composition shown in Table 2 using the fine particles and polymers prepared in each of Synthesis Examples 1 to 11. Below, a weight part is solid content.

<配合組成>
実施例1
酸化チタン(合成例1) 20重量部
酸ポリマー(合成例2) 1重量部
シリコーンポリマーグラフトカーボンブラック
MX3−GRX−001(日本触媒製) 2重量部
分散剤Solsperse16000(ゼネカ製) 0.47重量部
界面活性剤ソルビタントリオレート(和光製薬製) 0.53重量部
シリコーンオイルKF96L−lcs(信越化学製) 76重量部
合計 100重量部
これらの各配合組成物を混合した分散液を作製し、超音波で1時間分散した後、実施例1分散液として使用した。
<Composition composition>
Example 1
Titanium oxide (Synthesis example 1) 20 parts by weight Acid polymer (Synthesis example 2) 1 part by weight Silicone polymer grafted carbon black MX3-GRX-001 (manufactured by Nippon Shokubai) 2 parts by weight Dispersant Solsperse 16000 (manufactured by Geneca) 0.47 parts by weight interface Activator sorbitan trioleate (manufactured by Wako Pharmaceutical Co., Ltd.) 0.53 parts by weight Silicone oil KF96L-lcs (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 76 parts by weight A total of 100 parts by weight After being dispersed for 1 hour, it was used as a dispersion liquid of Example 1.

実施例2
酸化チタン(合成例3) 20重量部
塩基性ポリマー(合成例4) 1重量部
自己分散カーボンブラック(合成例10) 2重量部
分散剤Solsperse3000(ゼネカ製) 0.47重量部
界面活性剤ソルビタンモノラウリレート(日本油脂製) 0.53重量部
シリコーンオイルSH200−lcs(東レダウコーニング製) 76重量部
合計 100重量部
これらの各配合組成物を混合した分散液を作製し、超音波で1時間分散した後、実施例2分散液として使用した。
Example 2
Titanium oxide (Synthesis example 3) 20 parts by weight Basic polymer (Synthesis example 4) 1 part by weight Self-dispersing carbon black (Synthesis example 10) 2 parts by weight Dispersant Solsperse 3000 (manufactured by Geneca) 0.47 parts by weight Surfactant sorbitan monolauri Rate (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) 0.53 parts by weight Silicone oil SH200-lcs (manufactured by Toray Dow Corning) 76 parts by weight Total 100 parts by weight And then used as a dispersion in Example 2.

実施例3
酸化チタン(合成例5) 20重量部
酸ポリマー(合成例6) 1重量部
シリコーンポリマーグラフトカーボンブラック
MX3−GRX−001(日本触媒製) 2重量部
分散剤Solsperse41000(ゼネカ製) 0.5重量部
界面活性剤ソルビタンモノオレエート(日本油脂製) 0.5重量部
シリコーンオイル
SH200−0.65cs(東レダウコーニング製) 76重量部
合計 100重量部
これらの各配合組成物を混合した分散液を作製し、超音波で1時間分散した後、実施例3分散液として使用した。
Example 3
Titanium oxide (Synthesis Example 5) 20 parts by weight of acid polymer (Synthesis Example 6) 1 part by weight of silicone polymer grafted carbon black
MX3-GRX-001 (manufactured by Nippon Shokubai) 2 parts by weight Dispersant Solsperse 41000 (manufactured by Zeneca) 0.5 parts by weight surfactant sorbitan monooleate (manufactured by NOF Corporation) 0.5 parts by weight silicone oil SH200-0.65cs (Toray Industries, Inc.) Made by Dow Corning) 76 parts by weight Total 100 parts by weight A dispersion obtained by mixing each of these blended compositions was prepared, dispersed for 1 hour with ultrasonic waves, and then used as a dispersion in Example 3.

実施例4
酸化チタン(合成例7) 20重量部
塩基性ポリマー(合成例8) 1重量部
自己分散カーボンブラック(合成例10) 2重量部
分散剤Solsperse17000(ゼネカ製) 0.5重量部
界面活性剤ソルビタンモノステアレート(日本油脂製) 0.5重量部
アイソパーH(シェル石油製) 76重量部
合計 100重量部
これらの各配合組成物を混合した分散液を作製し、超音波で1時間分散した後、実施例4分散液として使用した。
Example 4
Titanium oxide (Synthesis example 7) 20 parts by weight Basic polymer (Synthesis example 8) 1 part by weight Self-dispersing carbon black (Synthesis example 10) 2 parts by weight Dispersant Solsperse 17000 (manufactured by Geneca) 0.5 part by weight Surfactant sorbitan monostea Rate (manufactured by NOF Corporation) 0.5 parts by weight Isopar H (manufactured by Shell Petroleum) 76 parts by weight Total 100 parts by weight A dispersion obtained by mixing each of these blended compositions was prepared and dispersed for 1 hour with ultrasonic waves, and then carried out. Example 4 Used as a dispersion.

実施例5
酸化チタン(合成例9) 20重量部
酸ポリマー(合成例2) 1重量部
自己分散カーボンブラック(合成例11) 2重量部
分散剤Solsperse17000(ゼネカ製) 0.5重量部
界活性剤ソルビタンパルミテート(日本油脂製) 0.5重量部
シリコーンオイルKF96L−lcs(信越化学製) 76重量部
合計 100重量部
これらの各配合組成物を混合した分散液を作製し、超音波で1時間分散した後、実施例5分散液として使用した。
Example 5
Titanium oxide (Synthesis Example 9) 20 parts by weight acid polymer (Synthesis Example 2) 1 part by weight self-dispersing carbon black (Synthesis Example 11) 2 parts by weight Dispersant Solsperse 17000 (manufactured by Geneca) 0.5 part by weight surfactant sorbitan palmitate ( 0.5% by weight silicone oil KF96L-lcs (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 76 parts by weight Total 100 parts by weight After preparing a dispersion obtained by mixing each of these blended compositions and dispersing with ultrasound for 1 hour, Example 5 Used as a dispersion.

比較例
酸化チタン(合成例7) 20重量部
塩基性ポリマー(合成例8) 1重量部
青染料MACROLEX BLUE RR GRAN(ゼネカ製) 1重量部
アイソパーH(シェル石油製) 78重量部
合計 100重量部
これらの各配合組成物を混合した分散液を作製し、超音波で1時間分散した後、比較例分散液として使用した。
ここで日本触媒製シリコーンポリマーグラフトカーボンブラック(シリコーン系GCB)とは下記に示す特性の自己分散カーボンブラックである。
サンプル名:MX3−GRX−001
CB/RP=10/3wt ratio
溶剤:シリコーンオイル(ダウコーニング製SH2001CS)
CB濃度:20.0%
RP濃度:6.0%
溶剤濃度:74.0%
Comparative example Titanium oxide (Synthesis example 7) 20 parts by weight Basic polymer (Synthesis example 8) 1 part by weight Blue dye MACROLEX BLUE RR GRAN (manufactured by Zeneca) 1 part by weight Isopar H (manufactured by Shell Petroleum) 78 parts by weight Total 100 parts by weight A dispersion liquid in which each of these blended compositions was mixed was prepared and dispersed with an ultrasonic wave for 1 hour, and then used as a comparative dispersion liquid.
Here, Nippon Shokubai's silicone polymer grafted carbon black (silicone GCB) is a self-dispersing carbon black having the following characteristics.
Sample name: MX3-GRX-001
CB / RP = 10 / 3wt ratio
Solvent: Silicone oil (SH2001CS manufactured by Dow Corning)
CB concentration: 20.0%
RP concentration: 6.0%
Solvent concentration: 74.0%

3.表示セルの作製方法
次に、2枚のITO電極付ガラス基板間に1cmの開口を設けた100μm厚のポリエステルフィルムを挟み空間を作る。
その空間に上記分散液を超音波分散した後、マイクロシリンジにより毛細管現象で封入した。
ITOベタ電極基板の仕様
メーカー:ジオマテック株式会社
材質:ソーダガラス
寸法:29.8±0.1/39.8±0.1・外周部は面取り
ITO表面抵抗50±10Ω/□
一方の面全面にITO成膜
SiO下地処理(ディップ)
3. Method for producing display cell Next, a 100 μm thick polyester film provided with an opening of 1 cm 2 between two glass substrates with an ITO electrode is used to create a space.
The dispersion was ultrasonically dispersed in the space, and then sealed with a microsyringe by capillary action.
Specifications of ITO solid electrode substrate Manufacturer: Geomatek Co., Ltd. Material: Soda glass Dimensions: 29.8 ± 0.1 / 39.8 ± 0.1 Chamfered outer periphery ITO surface resistance 50 ± 10Ω / □
ITO film is formed on the entire surface of one surface. SiO 2 base treatment (dip)

4.表示動作
実施例1〜5と比較例の各上部ITO電極に−20Vを印加すると、分散粒子は速やかに下部電極に電着した。
次に、上部電極に+20Vを印加すると、分散粒子は上部電極に移動した。この極性の切り替えを100回程度行なったが、安定して繰り返すことができた。また、電圧を取り去っても電着した状態を保持していた。
LCD EVALUATION SYSTEM LCD−5000(大塚電子製)を用いて、実施例1〜5と比較例の各表示セルの反射率、コントラスト、応答速度を測定した結果を表3に示す。
4). Display Operation When −20 V was applied to each of the upper ITO electrodes of Examples 1 to 5 and the comparative example, the dispersed particles were quickly electrodeposited on the lower electrode.
Next, when +20 V was applied to the upper electrode, the dispersed particles moved to the upper electrode. This polarity switching was performed about 100 times, but could be stably repeated. Further, the electrodeposited state was maintained even when the voltage was removed.
Table 3 shows the results of measuring the reflectance, contrast, and response speed of each of the display cells of Examples 1 to 5 and the comparative example using LCD EVALUATION SYSTEM LCD-5000 (manufactured by Otsuka Electronics).

5.分散液の保存性と保存後の表示動作
各分散液を常温(25℃)、50℃、0℃、―20℃、−20℃〜50℃間を温度変化させるサイクル試験の5水準で4週間保存した。各保存試験後に表示動作が問題なく行えるかを確認した。
保存試験後の分散液の状態を表4に示す。
更に,この保存試験後の表示動作についての試験結果を表5に示す。
5. Dispersibility of storage liquid and display operation after storage Each dispersion liquid is stored at room temperature (25 ° C.), 50 ° C., 0 ° C., −20 ° C. and 5 levels of a cycle test in which the temperature is changed between −20 ° C. and 50 ° C. for 4 weeks. saved. It was confirmed whether display operation could be performed without any problem after each storage test.
Table 4 shows the state of the dispersion after the storage test.
Further, Table 5 shows the test results regarding the display operation after the storage test.

本発明の画像表示媒体の一例を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an image display medium of the present invention. 本発明の画像表示媒体の表示動作の機構を原理的に示す模式図。 (a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ電荷微粒子の移動状態を説明するための図。The schematic diagram which shows in principle the mechanism of the display operation | movement of the image display medium of this invention. (A), (b), (c), (d) is a figure for demonstrating the movement state of a charge fine particle, respectively. 従来の表示装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the conventional display apparatus typically. 本発明における表示媒体そのものであるデジタルペーパーの模式図である。It is a schematic diagram of the digital paper which is the display medium itself in the present invention. 本発明においてポケットPCのような表示媒体が実装された装置図である。In the present invention, it is an apparatus diagram in which a display medium such as a pocket PC is mounted. 本発明の一実施の形態を示すマイクロカプセルの一部断面説明図。The partial cross section explanatory view of the microcapsule which shows one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態を示す画像表示媒体の部分断面説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partial cross-sectional explanatory view of an image display medium showing an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 導電層
2 導電層
3 正に荷電した自己分散性着色微粒子
4 負に荷電した自己分散性白色微粒子
5 分散液
6 透明基板
7 透明電極
8 分散液
9 有孔スペーサ
23 白色及び着色微粒子
24 分散媒
25 マイクロカプセル膜
30 マイクロカプセル
31 導電層
32 導電層
33 白色及び着色微粒子
34 分散媒
35 マイクロカプセル膜
36 マイクロカプセル
40 画像表示媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive layer 2 Conductive layer 3 Positively charged self-dispersing colored fine particles 4 Negatively charged self-dispersing white fine particles 5 Dispersion liquid 6 Transparent substrate 7 Transparent electrode 8 Dispersion liquid 9 Perforated spacer 23 White and colored fine particles 24 Dispersion medium 25 Microcapsule film 30 Microcapsule 31 Conductive layer 32 Conductive layer 33 White and colored fine particles 34 Dispersion medium 35 Microcapsule film 36 Microcapsule 40 Image display medium

Claims (22)

所望の間隔を設けて配備された少なくとも一方又は両方が光透過性である二つの導電層間に、少なくとも自己分散性白色微粒子及び自己分散性着色微粒子、非極性溶媒、該非極性溶媒に可溶な樹脂、樹脂分散剤、非イオン性の極性基を有する化合物から成る分散液を含有し、該自己分散性白色微粒子が酸塩基解離により生成した正電荷或いは負電荷を有し、該自己分散性着色微粒子が酸塩基解離以外の方法により生成した正電荷(該自己分散性白色微粒子が負電荷の場合)或いは負電荷(該自己分散性白色微粒子が正電荷の場合)を有することを特徴とする画像表示媒体。   At least self-dispersing white fine particles and self-dispersing colored fine particles, a non-polar solvent, a resin soluble in the non-polar solvent, between two conductive layers that are light-transmitting at least one or both arranged with a desired interval A dispersion composed of a resin dispersant and a compound having a nonionic polar group, and the self-dispersing white fine particles have a positive or negative charge generated by acid-base dissociation, and the self-dispersing colored fine particles Image having a positive charge (when the self-dispersing white fine particles are negative) or a negative charge (when the self-dispersing white fine particles are positive) generated by a method other than acid-base dissociation Medium. 所望の間隔を設けて配備された少なくとも一方又は両方が光透過性である二つの導電層間に、少なくとも自己分散性白色微粒子及び自己分散性着色微粒子、非極性溶媒、該非極性溶媒に可溶な樹脂、樹脂分散剤、非イオン性の極性基を有する化合物から成る分散液を含有し、該自己分散性着色微粒子が酸塩基解離により生成した正電荷或いは負電荷を有し、該自己分散性白色微粒子が酸塩基解離以外の方法により生成した正電荷(該自己分散性着色微粒子が負電荷の場合)或いは負電荷(該自己分散性着色微粒子が正電荷の場合)を有することを特徴とする画像表示媒体。   At least a self-dispersing white fine particle and a self-dispersing colored fine particle, a nonpolar solvent, a resin soluble in the nonpolar solvent, between two conductive layers that are light-transmitting at least one or both arranged with a desired interval A self-dispersing white fine particle containing a dispersion composed of a resin dispersant, a compound having a nonionic polar group, the self-dispersing colored fine particles having a positive or negative charge generated by acid-base dissociation Display having a positive charge (when the self-dispersing colored fine particles are negatively charged) or a negative charge (when the self-dispersing colored fine particles are positively charged) generated by a method other than acid-base dissociation Medium. 前記酸塩基解離以外の方法が界面活性剤によることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein a method other than the acid-base dissociation is based on a surfactant. 前記界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項3に記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 3, wherein the surfactant is a nonionic surfactant. 前記酸塩基解離以外の方法が高分子分散剤によることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein the method other than the acid-base dissociation is performed by a polymer dispersant. 電荷を有する前記自己分散性白色微粒子又は電荷を有する前記自己分散性着色微粒子が、少なくとも表面に酸性基を有し、且つ、前記非極性溶媒に可溶な樹脂が少なくとも塩基性基を有することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の画像表示媒体。   The self-dispersing white fine particles having a charge or the self-dispersing colored fine particles having a charge have at least an acidic group on the surface, and the resin soluble in the nonpolar solvent has at least a basic group. The image display medium according to claim 1, wherein the image display medium is characterized in that 電荷を有する前記自己分散性白色微粒子又は電荷を有する前記自己分散性着色微粒子が、少なくとも表面に塩基性基を有し、且つ、前記非極性溶媒に可溶な樹脂が少なくとも酸性基を有することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の画像表示媒体。   The self-dispersing white fine particles having a charge or the self-dispersing colored fine particles having a charge have at least a basic group on the surface, and the resin soluble in the nonpolar solvent has at least an acidic group. The image display medium according to claim 1, wherein the image display medium is characterized in that 電荷を有する前記自己分散性白色微粒子又は電荷を有する前記自己分散性着色微粒子と前記非極性溶媒に可溶な樹脂との配合比(重量)が1対1から50対1の範囲にあることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の画像表示媒体。   The blending ratio (weight) of the self-dispersing white fine particles having a charge or the self-dispersing colored fine particles having a charge and a resin soluble in the nonpolar solvent is in the range of 1: 1 to 50: 1. 8. The image display medium according to claim 1, wherein the image display medium is characterized in that 電荷を有する前記自己分散性白色微粒子及び電荷を有する前記自己分散性着色微粒子が、少なくとも顔料と樹脂とから成り、該顔料と該樹脂の重量比が、樹脂100重量部に対して顔料0.1重量部〜300重量部であることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の画像表示媒体。   The self-dispersing white fine particles having a charge and the self-dispersing colored fine particles having a charge are composed of at least a pigment and a resin, and the weight ratio of the pigment to the resin is 0.1 parts by weight of the pigment to 100 parts by weight of the resin. The image display medium according to any one of claims 1 to 8, wherein the image display medium is in a range of parts by weight to 300 parts by weight. 前記自己分散性白色微粒子が酸化チタンであることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein the self-dispersing white fine particles are titanium oxide. 前記自己分散性着色微粒子がカーボンブラックであることを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein the self-dispersing colored fine particles are carbon black. 前記自己分散性微粒子が、表面官能基修飾された微粒子であることを特徴とする請求項1〜11の何れかに記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein the self-dispersing fine particles are fine particles modified with a surface functional group. 前記自己分散性微粒子が、コアシェルポリマー微粒子、グラフトポリマー微粒子、カプセルポリマー微粒子の何れかであることを特徴とする請求項1〜12の何れかに記載の画像表示媒体。   The image display medium according to any one of claims 1 to 12, wherein the self-dispersing fine particles are any of core-shell polymer fine particles, graft polymer fine particles, and capsule polymer fine particles. 前記自己分散性着色微粒子が、アクリルコポリマーグラフトカーボンブラックであることを特徴とする請求項1〜13の何れかに記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein the self-dispersing colored fine particles are acrylic copolymer grafted carbon black. 前記自己分散性着色微粒子が、シリコーンポリマーグラフトカーボンブラックであることを特徴とする請求項1〜14の何れかに記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein the self-dispersing colored fine particles are silicone polymer graft carbon black. 前記自己分散性白色微粒子及び自己分散性着色微粒子の平均粒子径が、0.01μm〜1μmであることを特徴とする請求項1〜15の何れかに記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein an average particle diameter of the self-dispersing white fine particles and the self-dispersing colored fine particles is 0.01 μm to 1 μm. 前記非極性溶媒が、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、シリコーンオイルの何れかであることを特徴とする請求項1〜16の何れかに記載の画像表示媒体。   The image display medium according to claim 1, wherein the nonpolar solvent is any one of an aliphatic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, and a silicone oil. 請求項1〜17の何れかに記載の画像表示媒体を有する画像表示装置。   An image display device comprising the image display medium according to claim 1. 画像表示媒体が、封入されたマイクロカプセルで構成されることを特徴とする請求項18に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 18, wherein the image display medium is configured by an encapsulated microcapsule. マイクロカプセルの平均粒子径が10μm〜150μmであることを特徴とする請求項18又は19に記載の画像表示装置。   20. The image display device according to claim 18, wherein an average particle diameter of the microcapsules is 10 μm to 150 μm. マイクロカプセルの材質がゼラチン又はアラビアゴムであることを特徴とする請求項18〜20の何れかに記載の画像表示装置。   21. The image display device according to claim 18, wherein the material of the microcapsule is gelatin or gum arabic. 前記マイクロカプセルがシート上に構成されていることを特徴とする請求項18〜21の何れかに記載の画像表示装置。

The image display device according to claim 18, wherein the microcapsule is configured on a sheet.

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