JP2008139598A - 表示媒体用粒子 - Google Patents
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Abstract
【課題】残留単量体を除去することにより、高温時にも凝集を引き起こさずに、所定の品質を維持することができる表示媒体用粒子を提供する。
【解決手段】電界付与により基板間に封入した表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示用パネルの表示媒体を構成する表示媒体用粒子が、湿式法により得られる概球形の、結着樹脂、着色剤及び、アクリル系単量体と炭化水素系単量体との共重合体もしくはアクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体を含有する重合体粒子から成り、該結着樹脂の原料である単量体の一部もしくは全部が架橋性単量体であり、前記重合体粒子は表面に微小な凹凸を一様に有するとともに、前記表示媒体用粒子の120℃、4時間の加熱における加熱減量が1重量%以下のものを用いて、情報表示用パネルで所望の表示品質を発現する表示媒体用粒子を得た。
【選択図】図2
【解決手段】電界付与により基板間に封入した表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示用パネルの表示媒体を構成する表示媒体用粒子が、湿式法により得られる概球形の、結着樹脂、着色剤及び、アクリル系単量体と炭化水素系単量体との共重合体もしくはアクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体を含有する重合体粒子から成り、該結着樹脂の原料である単量体の一部もしくは全部が架橋性単量体であり、前記重合体粒子は表面に微小な凹凸を一様に有するとともに、前記表示媒体用粒子の120℃、4時間の加熱における加熱減量が1重量%以下のものを用いて、情報表示用パネルで所望の表示品質を発現する表示媒体用粒子を得た。
【選択図】図2
Description
本発明は、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に光学的反射率および帯電性を有する表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体を構成する表示媒体用粒子に関するものである。
液晶表示装置(LCD)に代わる情報表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、2色粒子回転方式等の技術を用いた情報表示装置が提案されている。
これら従来技術は、LCDと比較すると、通常の印刷物に近い広い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリ機能を有している等のメリットがあることから、次世代の安価な情報表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用情報表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に、最近では、分散粒子と着色溶液とから成る分散液をマイクロカプセル化し、これを対向する基板間に配置して成る電気泳動方式が提案され、期待が寄せられている。
しかしながら、電気泳動方式では、液中を粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅くなるという問題がある。さらに、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているため沈降しやすくなっており、分散状態の安定性維持が難しく、情報表示の繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。また、マイクロカプセル化にしても、セルサイズをマイクロカプセルレベルにして、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。
一方、溶液中での挙動を利用する電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層とを基板の一部に組み入れる方式も提案され始めている(例えば、非特許文献1参照)。しかし、この方式は、電荷輸送層、さらには電荷発生層を配置するために構造が複雑化するとともに、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しいため、表示書き換えや表示状態の安定性に欠けるという問題もある。
上述した種々の問題を解決するための一方法として、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に光学的反射率および帯電性を有する表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルが知られている。このような電界により表示媒体を移動させて画像等の情報を表示するタイプの情報表示用パネルでは、移動のし易さを考慮して、表示媒体の粒子径は1〜50μm程度であり、表示媒体が有する帯電性の正負の性格付けおよび帯電量の確保が容易になることから、結着樹脂としてアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂を表示媒体用粒子材料として使用している。
そのような表示媒体用粒子(以下、粒子ともいう)の製造方法としては、工程の簡素化や低消費エネルギー化のために、あるいは、目的の粒子径を直接得るために、粉砕法を用いる製造方法よりも、湿式法を用いる製造方法の方が効果的であり、さらの湿式法の中でも懸濁重合を用いる製造方法が効果的である。
そのような表示媒体用粒子(以下、粒子ともいう)の製造方法としては、工程の簡素化や低消費エネルギー化のために、あるいは、目的の粒子径を直接得るために、粉砕法を用いる製造方法よりも、湿式法を用いる製造方法の方が効果的であり、さらの湿式法の中でも懸濁重合を用いる製造方法が効果的である。
趙 国来、外3名、"新しいトナーディスプレイデバイス(I)"、1999年7月21日、日本画像学会年次大会(通算83回)"Japan Hardcopy’99"、p.249-252
単量体を重合して結着樹脂を得る湿式法を用いた場合、反応しきれなかった単量体が一定の割合で残留してしまうため、このような粒子を表示媒体用粒子として情報表示用パネルに使用した場合には、高温時(例えば40℃のとき)に粒子から揮発した残留単量体が粒子の凝集を引き起こして、表示品質を劣化させるおそれがある。特に、表面に微小な凹凸を一様に有する粒子の場合、構造の隙間に残留する単量体が多くなり、高温時の揮散量が多くなってしまう。
本発明は、残留単量体を除去することにより、高温時にも凝集を引き起こさない表示媒体用粒子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の表示媒体用粒子は、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に光学的反射率および帯電性を有する表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体を構成する表示媒体用粒子であって、該表示媒体用粒子が、湿式法により得られる概球形の、結着樹脂、着色剤及び、アクリル系単量体と炭化水素系単量体との共重合体もしくはアクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体を含有する重合体粒子から成り、該結着樹脂の原料である単量体の一部もしくは全部が架橋性単量体であり、前記重合体粒子は表面に微小な凹凸を一様に有するとともに、前記表示媒体用粒子の120℃、4時間の加熱における加熱減量が1重量%以下であることを特徴とする。
本発明の表示媒体用粒子の好適例としては、前記重合体粒子を構成する結着樹脂の架橋性単量体成分が、アクリル系架橋性単量体であること、前記表示媒体用粒子を構成する結着樹脂のガラス転移温度Tgが60℃以上であるか、もしくは、前記結着樹脂のガラス転移温度Tgが観察されないこと、前記表示媒体用粒子の体積平均粒子径が1〜50μmであること、キャリアを用いてブローオフ法により測定した前記表示媒体用粒子の帯電量が絶対値で5〜80μC/gであること、および、前記表示媒体用粒子の色が白色および/または黒色であること、がある。
上記本発明の表示媒体用粒子によれば、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に光学的反射率および帯電性を有する表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体を構成する表示媒体用粒子が、湿式法により得られる概球形の、結着樹脂、着色剤及び、アクリル系単量体と炭化水素系単量体との共重合体もしくはアクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体を含有する重合体粒子から成り、該結着樹脂の原料である単量体の一部もしくは全部が架橋性単量体であり、前記重合体粒子は表面に微小な凹凸を一様に有するとともに、前記表示媒体用粒子の120℃、4時間の加熱における加熱減量が1重量%以下であるので、この表示媒体用粒子は、後に説明する実施例で立証されているように、残留単量体が除去されたものとなる。したがって、高温時にも凝集を引き起こさずに、品質の劣化を防ぐことができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
まず、本発明の表示媒体用粒子より成る表示媒体を用いる情報表示用パネルの構成について説明する。本発明の表示媒体用粒子を用いた情報表示用パネルでは、対向する2枚の基板間に封入した表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向に沿って、帯電した表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、表示媒体が電界方向の変化によって移動することにより、画像等の情報表示がなされる。従って、表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し表示情報を書き換える時あるいは表示情報を継続して表示する時の安定性を維持できるように、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。
本発明の表示媒体用粒子を用いる情報表示用パネルの例を、図1(a),(b)〜図3(a),(b)に基づき説明する。
図1(a),(b)に示す例では、少なくとも1種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも2種以上の表示媒体3(ここでは白色表示媒体用粒子3Waの粒子群からなる白色表示媒体3Wと黒色表示媒体用粒子3Baの粒子群からなる黒色表示媒体3Bを示す)を、基板1、2の外部から加えられる電界に応じて、基板1、2と垂直に移動させ、黒色表示媒体3Bを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体3Wを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図1(b)に示す例では、図1(a)に示す例に加えて、基板1、2の間に例えば格子状に隔壁4を設けセルを形成している。また、図1(b)において、手前にある隔壁は省略している。
図2(a),(b)に示す例では、少なくとも1種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも2種以上の表示媒体3(ここでは白色表示媒体用粒子3Waの粒子群からなる白色表示媒体3Wと黒色表示媒体用粒子3Baの粒子群からなる黒色表示媒体3Bを示す)を、基板1に設けた電極5と基板2に設けた電極6との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板1、2と垂直に移動させ、黒色表示媒体3Bを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体3Wを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図2(b)に示す例では、図2(a)に示す例に加えて、基板1、2の間に例えば格子状に隔壁4を設けセルを形成している。また、図2(b)において、手前にある隔壁は省略している。
図3(a),(b)に示す例では、少なくとも1種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電性を有する1種の表示媒体3(ここでは白色表示媒体用粒子3Waの粒子群からなる白色表示媒体3Wを示す)を、基板1に設けた電極5と基板2に設けた電極6との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板1、2と平行方向に移動させ、白色表示媒体3Wを観察者に視認させて白色の表示を行うか、あるいは、電極6または基板1の色を観察者に視認させて電極6または基板1の色の表示を行っている。なお、図3(b)に示す例では、図3(a)に示す例に加えて、基板1、2の間に例えば格子状の隔壁4を設けセルを形成している。また、図3(b)において、手前にある隔壁は省略している。
以下、本発明の特徴となる表示媒体用粒子を詳細に説明する。本発明の表示媒体用粒子は、図1(a),(b)〜図3(a),(b)の情報表示用パネルに適用することができ、上記情報表示用パネルの少なくとも一方が透明な2枚の基板の間に表示媒体を構成して封入されるものである。本発明の表示媒体用粒子(以下、粒子ともいう)は、そのまま該表示媒体用粒子だけで構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて構成して表示媒体としたりして用いられる。
本発明の表示媒体用粒子は、重合体粒子であり、必要に応じて外添剤を含有したり、付着したりする。本発明で表示媒体用粒子とする重合体粒子は、結着樹脂、添加剤及び着色剤を含有する概球形の粒子であり、必要に応じて、荷電制御剤及びその他の添加物を含有してもよい。また、前記重合体粒子は、その表面に微小な凹凸を一様に有している。図4は重合体粒子の表面の微小な凹凸を例示するSEM写真である。
本発明において、表示媒体用粒子とする重合体粒子は湿式法により得られる。湿式法としては、乳化重合凝集法、懸濁重合法等が挙げられるが、中でも、懸濁重合法が粒子の形状を比較的容易に球形にすることができるので好ましい。
結着樹脂としては、従来よりトナーの結着樹脂として用いられている樹脂類を用いることができる。例えば、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレンおよびその置換体重合体;スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体等のスチレン共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、脂肪族または脂環属炭化水素樹脂、ポリオレフィン、(メタ)アクリレート樹脂、ノルボルネン系樹脂、スチレン系樹脂の各水素添加物等が挙げられる。
着色剤は、以下に例示するような、有機または無機の各種の染料及び顔料を使用することができる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、チタンブラック、酸化鉄亜鉛及び酸化鉄ニッケル等の酸化粉、並びに、オイルブラック等の、着色剤や染料を用いることができる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、チタンブラック、酸化鉄亜鉛及び酸化鉄ニッケル等の酸化粉、並びに、オイルブラック等の、着色剤や染料を用いることができる。
青色着色剤としては、銅フタロシアニン化合物、その誘導体、及びアントラキノン化合物等が利用でき、具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15;1、15;2、15;3、15;4、60、62、及び66等が挙げられる。
黄色着色剤や赤色着色剤としては、モノアゾ顔料、及びジスアゾ顔料等のアゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化合物を用いることができる。
黄色着色剤としては、C.I.ピグメントイエロー3、12、13、14、15、17、24、60、62、65、73、74、75、83、93、97、99、100、101、104、108、117、120、123、138、139、148、150、151、154、155、156、166、169、173、176、177、179、180、181、183、185、186、191、192、193、199、及び、213等が挙げられる。
黄色着色剤としては、C.I.ピグメントイエロー3、12、13、14、15、17、24、60、62、65、73、74、75、83、93、97、99、100、101、104、108、117、120、123、138、139、148、150、151、154、155、156、166、169、173、176、177、179、180、181、183、185、186、191、192、193、199、及び、213等が挙げられる。
赤色着色剤としては、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、31、48:2、48:3、48:4、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、149、150、163、166、169、170、177、184、185、187、202、206、207、209、220、221、251、及び、254等が挙げられる。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、C.I.ピグメントグリーン7、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等が挙げられる。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGK、C.I.ピグメントオレンジ31等が挙げられる。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられる。
それぞれの着色剤の量は、結着樹脂100重量部に対して、好ましくは1〜10重量部である。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、C.I.ピグメントグリーン7、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等が挙げられる。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGK、C.I.ピグメントオレンジ31等が挙げられる。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられる。
それぞれの着色剤の量は、結着樹脂100重量部に対して、好ましくは1〜10重量部である。
これらの顔料は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。上記着色剤を配合して、所望の色の表示媒体用粒子を作製できる。
本発明において、重合体粒子は、荷電制御剤を含有することが好ましい。負帯電性の表示媒体用粒子を製造する場合、負帯電性の荷電制御剤を主に用い、正帯電性の表示媒体用粒子を製造する場合、正帯電性の荷電制御剤を主に用いる。
正帯電性の荷電制御剤としては、ポリアミン樹脂、3級アミノ基含有共重合体、及び4級アンモニウム塩基含有共重合体等の荷電制御樹脂、;イミダゾール化合物、ニグロシン染料、4級アンモニウム塩、並びにトリアミノトリフェニルメタン化合物等を用いることができる。
負帯電性の荷電制御剤としては、スルホン酸基含有共重合体、スルホン酸塩基含有共重合体、カルボン酸基含有共重合体、及びカルボン酸塩基含有共重合体等の荷電制御樹脂、並びにCr、Co、Al、及びFe等の金属を含有するアゾ染料、サリチル酸金属化合物、並びにアルキルサルチル酸金属酸化物等がある。
上記の荷電制御剤の中でも、荷電制御樹脂を用いることが好ましいし、荷電制御樹脂は、帯電性を付与する官能基の含有量が0.5〜15重量%であることが好ましく、1〜10重量%であることがさらに好ましい。
荷電制御剤の添加量は、結着樹脂100重量部に対して、好ましくは0.01〜30重量部であり、より好ましくは0.02〜20重量部である。特に、荷電制御樹脂を用いる場合、その添加量は、結着樹脂100重量部に対して、好ましくは0.01〜30重量部であり、より好ましくは0.03〜20重量部である。
荷電制御剤の添加量は、結着樹脂100重量部に対して、好ましくは0.01〜30重量部であり、より好ましくは0.02〜20重量部である。特に、荷電制御樹脂を用いる場合、その添加量は、結着樹脂100重量部に対して、好ましくは0.01〜30重量部であり、より好ましくは0.03〜20重量部である。
(1)重合性単量体組成物
重合体粒子の好ましい製造方法である懸濁重合は、以下のようなプロセスにより行われる。まず、後述する重合性単量体および着色剤、さらに必要に応じてその他の添加物を混合して、重合性単量体組成物とする。この重合性単量体組成物を、分散安定剤を含む、水系媒体に入れた後、重合開始剤を添加し、液滴形成を行う。その後、重合を行い、重合体粒子の水分散液が得られる。この水分散液を、洗浄・脱水・乾燥し、乾燥した重合体粒子を得る。この乾燥した重合体粒子を、必要に応じて分級を行い、必要に応じて外添剤を添加して、表示媒体用粒子を得る。
重合体粒子の好ましい製造方法である懸濁重合は、以下のようなプロセスにより行われる。まず、後述する重合性単量体および着色剤、さらに必要に応じてその他の添加物を混合して、重合性単量体組成物とする。この重合性単量体組成物を、分散安定剤を含む、水系媒体に入れた後、重合開始剤を添加し、液滴形成を行う。その後、重合を行い、重合体粒子の水分散液が得られる。この水分散液を、洗浄・脱水・乾燥し、乾燥した重合体粒子を得る。この乾燥した重合体粒子を、必要に応じて分級を行い、必要に応じて外添剤を添加して、表示媒体用粒子を得る。
重合性単量体は、重合可能な化合物のことをいい、モノビニル単量体と架橋性単量体等が挙げられる。
本発明では、重合性単量体の主成分として、モノビニル単量体を使用することが好ましい。モノビニル単量体としては、スチレン;ビニルトルエン、およびα−メチルスチレン等のスチレン誘導体;アクリル酸、およびメタクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、およびアクリル酸ジメチルアミノエチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、およびメタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアクリル酸の誘導体;およびメタクリル酸の誘導体;エチレン、プロピレン、およびブチレン等のオレフィン;が挙げられる。これらのモノビニル単量体は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、モノビニル単量体として、スチレンおよびスチレン誘導体が好ましく、スチレンがより好ましい。
本発明では、重合性単量体の主成分として、モノビニル単量体を使用することが好ましい。モノビニル単量体としては、スチレン;ビニルトルエン、およびα−メチルスチレン等のスチレン誘導体;アクリル酸、およびメタクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、およびアクリル酸ジメチルアミノエチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、およびメタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアクリル酸の誘導体;およびメタクリル酸の誘導体;エチレン、プロピレン、およびブチレン等のオレフィン;が挙げられる。これらのモノビニル単量体は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、モノビニル単量体として、スチレンおよびスチレン誘導体が好ましく、スチレンがより好ましい。
架橋性単量体は、2つ以上の重合可能な官能基を持つ単量体のことであり、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、及びこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート及び1,4−ブタンジオールジアクリレート等の2価アルコールの不飽和カルボン酸エステル化合物;N,N−ジビニルアニリン、及びジビニルエーテル等のその他のジビニル化合物、トリメチロールプロパントリメタクリレート、及びジメチロールプロパンテトラアクリレート等の3個以上のビニル基を有する化合物;等を挙げることができる。これらの中でも、2価アルコールの不飽和カルボン酸エステル化合物が好ましい。架橋性の単量体は、単独で、あるいは2個以上組み合わせて用いることができる。
本発明では、モノビニル単量体と架橋性単量体を併用することが好ましく、モノビニル単量体と架橋性単量体の重量比は、85:15〜35:65であると、より好ましい。
(2)液滴形成
本発明では、以上のようにして得られた、重合性単量体組成物を、分散安定化剤を含む水系媒体中に分散させ、重合開始剤を添加した後、重合性単量体組成物の液滴形成を行う。液滴形成の方法は特に限定されないが、例えばインライン型乳化分散機(荏原製作所社製、商品面:マイルダー)、高速乳化・分散機(特殊機化工業社製、商品名:T.K.ホモミクサー MARK II型)等の強攪拌が可能な装置を用いて行う。
本発明では、以上のようにして得られた、重合性単量体組成物を、分散安定化剤を含む水系媒体中に分散させ、重合開始剤を添加した後、重合性単量体組成物の液滴形成を行う。液滴形成の方法は特に限定されないが、例えばインライン型乳化分散機(荏原製作所社製、商品面:マイルダー)、高速乳化・分散機(特殊機化工業社製、商品名:T.K.ホモミクサー MARK II型)等の強攪拌が可能な装置を用いて行う。
本発明において、水系媒体には、分散安定化剤を含有させる。分散安定化剤としては、例えば、硫酸バリウム、及び硫酸カルシウム等の硫酸塩;炭酸バリウム、炭酸カルシウム、及び炭酸マグネシウム等の炭酸塩;リン酸カルシウム等のリン酸塩;塩化アルミニウム、及び酸化チタン等の金属酸化物;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化第二鉄等の金属水酸化物や、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、及びゼラチン等の水溶性高分子;アニオン性界面活性剤;ノニオン性界面活性剤;両性界面活性剤;等の有機化合物が挙げられる。上記分散安定化剤は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記分散安定化剤の中でも、金属化合物、特に難水溶性の金属水酸化物のコロイドを含有する分散安定化剤は、重合体粒子の粒子径分布を狭くすることができ、洗浄後の分散安定化剤残存量が少ないので、環境による影響が少ないので好ましい。
重合開始剤としては、過硫酸カリウム、及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;4,4’−アゾビス(4−シアノバレリック酸)、2,2−アゾビス(2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド、2.2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、及び2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;ジ−t−ブチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルブタノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネイト、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、及びt−ブチルパーオキシイソブチレート等の有機過酸化物が挙げられる。これらの中で、残留重合性単量体を少なくすることができることから、有機過酸化物が好ましく、有機過酸化物エステル化合物(パーオキシエステル)がより好ましい。
重合性単量体組成物の重合に用いられる、重合開始剤の添加量は、炭化水素系単量体及び架橋性単量体の合計100重量部に対して、0.1〜20重量部であり、好ましくは0.3〜15重量部であり、さらに好ましくは1.0〜10重量部である。
(3)重合
上記のようにして、液滴形成を行い、得られた水系媒体を加熱し、重合を開始し、重合体粒子の水分散液が得られる。さらに、得られた水分散液は、種々の公知の方法により、重合体粒子中に残留する揮発性成分を除去する工程に供されてもよい。
重合性単量体組成物の重合温度は、好ましくは50℃以上であり、さらに好ましくは60〜95℃である。また、重合の反応時期は、好ましくは1〜20時間であり、さらに好ましくは2〜15時間である。
上記のようにして、液滴形成を行い、得られた水系媒体を加熱し、重合を開始し、重合体粒子の水分散液が得られる。さらに、得られた水分散液は、種々の公知の方法により、重合体粒子中に残留する揮発性成分を除去する工程に供されてもよい。
重合性単量体組成物の重合温度は、好ましくは50℃以上であり、さらに好ましくは60〜95℃である。また、重合の反応時期は、好ましくは1〜20時間であり、さらに好ましくは2〜15時間である。
(4)濾過、洗浄、脱水、乾燥
重合により得られた、重合体粒子の水分散液は、重合終了後に、常法に従い、濾過、分散安定化剤の除去を行う洗浄、脱水、及び乾燥の操作が行われ、重合法による重合体粒子が得られる。
重合により得られた、重合体粒子の水分散液は、重合終了後に、常法に従い、濾過、分散安定化剤の除去を行う洗浄、脱水、及び乾燥の操作が行われ、重合法による重合体粒子が得られる。
上記の洗浄の方法としては、分散安定化剤として無機水酸化物等の無機化合物を使用した場合、重合体粒子の水分散液への酸またはアルカリの添加により、分散安定化剤を水に溶解して除去することが好ましい。分散安定化剤として、難水溶性無機水酸化物のコロイドを使用した場合、酸を添加して、重合体粒子水分散液のpHを6.5以下に調整することが好ましい。添加する酸としては、硫酸、塩酸、および硝酸等の無機酸、並びに蟻酸、及び酢酸等の有機酸を用いることができるが、除去効率の大きいことや製造設備への負担が小さいことから、特に硫酸が好適である。
脱水、濾過の方法は、種々の公知の方法等を用いることができ、特に限定されない。例えば、遠心濾過法、真空濾過法、加圧濾過法等を挙げることができる。また、乾燥の方法も、特に限定されず、種々の方法が使用できる。
本発明の表示媒体用粒子とする重合体粒子の体積平均粒子径(Dv)は、通常1〜50μmであり、好ましくは3〜20μmであり、さらに好ましくは5〜15μmである。体積平均粒子径が上記範囲の上限より大きいと表示上の鮮明さに欠けることがあり、逆に上記範囲の下限より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなり過ぎるために表示媒体としての移動に支障をきたすことがある。
また、重合体粒子の体積平均粒子径(Dv)と個数平均粒子径(Dp)との比(Dv/Dp)は、好ましくは1.00〜1.30であり、さらに好ましくは1.00〜1.20である。Dv/Dpがこれらの範囲内にあると、表示媒体としての移動が均一となるので好ましい。
本発明の表示媒体用粒子とする重合体粒子は、その球形度(Sc/Sr)が1.00〜1.30であるものを用いることが好ましく、球形度(Sc/Sr)が1.00〜1.20であるものを用いることがさらに好ましい。球形度(Sc/Sr)が1.30を超えると、表示媒体用粒子で構成する表示媒体の流動性が低下して、表示媒体としての移動に支障をきたすことがある。重合体粒子の球形度(Sc/Sr)は、以下のようにして求められる。重合体粒子を電子顕微鏡で撮影し、得られた写真を画像処理解析装置(ニレコ社製、商品名:ルーゼックスIID)により、フレーム面積に対する粒子の面積率を最大2%、トータル処理数を100個の条件で測定する。得られた100個の重合体粒子の球形度(Sc/Sr)の測定値を平均することにより、当該重合体粒子の球形度(Sc/Sr)が求められる。
上記において、
Sc:重合体粒子の絶対最大長を直径とした円の面積
Sr:重合体粒子の実質投影面積
である。
上記において、
Sc:重合体粒子の絶対最大長を直径とした円の面積
Sr:重合体粒子の実質投影面積
である。
(5)外添
本発明の表示媒体用粒子は、表示媒体用としての流動性等を調整するために、外添剤を含有または付着することができる。この外添では、重合体粒子と外添剤とを、高速攪拌機を用いて混合・攪拌することにより、外添剤が重合体粒子に被覆される(付着する)。高速攪拌機としては、ヘンシェルミキサー(商品名、三井鉱山社製)、スーパーミキサー(商品名、川田製作所製)、Qミキサー(商品名、三井鉱山社製)、メカノフュージョンシステム(商品名、ホソカワミクロン社製)、メカノミル(商品名、岡田精工社製)等が挙げられる。
本発明の表示媒体用粒子は、表示媒体用としての流動性等を調整するために、外添剤を含有または付着することができる。この外添では、重合体粒子と外添剤とを、高速攪拌機を用いて混合・攪拌することにより、外添剤が重合体粒子に被覆される(付着する)。高速攪拌機としては、ヘンシェルミキサー(商品名、三井鉱山社製)、スーパーミキサー(商品名、川田製作所製)、Qミキサー(商品名、三井鉱山社製)、メカノフュージョンシステム(商品名、ホソカワミクロン社製)、メカノミル(商品名、岡田精工社製)等が挙げられる。
外添剤としては、個数平均一次粒子径が5〜500nmの微粒子を用いることが好ましい。微粒子としては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫、炭酸カルシウム、燐酸カルシウム、および酸化セリウム等の無機微粒子;メタクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、メラミン樹脂、及びコアがスチレン重合体でシェルがメタクリル酸エステル重合体で形成されたコアシェル型粒子等の有機樹脂粒子;が挙げられる。また、これらの微粒子は疎水化処理されていることが好ましい。
外添剤の量は、重合体粒子100重量部に対して、0.1〜10重量部であり、好ましくは、0.5〜6重量部である。
外添剤の量は、重合体粒子100重量部に対して、0.1〜10重量部であり、好ましくは、0.5〜6重量部である。
本発明の表示媒体用粒子としては、該表示媒体用粒子が湿式法により得られる概球形の、結着樹脂、着色剤及び、アクリル系単量体と炭化水素系単量体との共重合体もしくはアクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体を含有する重合体粒子から成り、該結着樹脂の原料である単量体の一部もしくは全部が架橋性単量体であり、前記重合体粒子は表面に微小な凹凸を一様に有するとともに、前記表示媒体用粒子の120℃、4時間の加熱における加熱減量が1重量%以下であるものを用いる。ここで、120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率を加熱前重量の1%以下にする方法としては、例えば懸濁重合後の乾燥して得られた表示媒体用粒子に対し、さらに2次乾燥を行うことによって残留単量体を除去する方法を用いることができる。
また、上記重合体粒子を構成する結着樹脂の架橋性単量体成分が、アクリル系架橋性単量体であること、上記表示媒体用粒子を構成する結着樹脂のガラス転移温度Tgが60℃以上であるか、もしくは、上記結着樹脂のガラス転移温度Tgが観察されないこと、上記表示媒体用粒子の体積平均粒子径が1〜50μmであること、キャリアを用いてブローオフ法により測定した上記表示媒体用粒子の帯電量が絶対値で5〜80μC/gであること、および、上記表示媒体用粒子の色が白色および/または黒色であること、が好ましい。
本発明の表示媒体用粒子によれば、図1(a),(b)〜図3(a),(b)の情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子が、湿式法により得られる概球形の、結着樹脂、着色剤及び、アクリル系単量体と炭化水素系単量体との共重合体もしくはアクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体を含有する重合体粒子から成り、該結着樹脂の原料である単量体の一部もしくは全部が架橋性単量体であり、前記重合体粒子は表面に微小な凹凸を一様に有するとともに、前記表示媒体用粒子の120℃、4時間の加熱における加熱減量が1重量%以下であるので、この表示媒体用粒子は、後に説明する実施例で立証されているように、残留単量体が適切に除去されたものとなり、高温時にも凝集を引き起こさずに、所定の品質を維持することができる。また、この表示媒体用粒子を用いた図1(a),(b)〜図3(a),(b)の情報表示用パネルは、高温時にも表示媒体用粒子の凝集を引き起こすことがない情報表示用パネルとなり、良好な表示品質を得ることができる。
以下、情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。
基板については、少なくとも一方の基板はパネル外側から表示媒体の色が確認できる透明な基板であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。もう一方の基板となる背面基板は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン(PE)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルサルフォン(PES)、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、2〜5000μmが好ましく、さらに5〜2000μmが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、5000μmより厚いと、薄型情報表示用パネルとする場合に不都合がある。
必要に応じて基板に設ける電極の電極形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム、導電性酸化錫、アンチモン錫酸化物(ATO)、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され、適宜選択して用いられる。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、CVD(化学蒸着)法、塗布法等で薄膜状にパターニング形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布してパターニング形成する方法が用いられる。視認側(表示面側)基板に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極は透明である必要がない。いずれの場合もパターン形成可能である導電性である上記材料を好適に用いることができる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、3〜1000nm、好ましくは5〜400nmが好適である。背面側基板に設ける電極の材質や厚みなどは上述した表示面側基板に設ける電極と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。
必要に応じて基板に設ける隔壁については、その形状は表示にかかわる表示媒体の種類や、配置する電極の形状、配置により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は2〜100μm、好ましくは3〜50μmに、隔壁の高さは10〜100μm、好ましくは10〜50μmに調整される。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板1、2の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。この発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図5に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分(セルの枠部の面積)はできるだけ小さくした方が良く、表示の鮮明さが増す。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法もこの発明の情報表示装置に搭載する情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板1、2の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。この発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図5に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分(セルの枠部の面積)はできるだけ小さくした方が良く、表示の鮮明さが増す。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法もこの発明の情報表示装置に搭載する情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。
粒子を負または正に帯電させる方法は、特に限定されないが、コロナ放電法、電極注入法、摩擦法等の粒子を帯電する方法が用いられる。キャリアを用いてブローオフ法により測定した粒子の帯電量が絶対値で5〜80μC/gであることが好ましい。帯電量の絶対値がこの範囲より低いと、電界の変化に対する応答速度が遅くなり、メモリ性も低くなる。帯電量の絶対値がこの範囲より高いと、電極や基板への鏡像力が強すぎ、メモリ性はよいが、電界を反転した場合の表示媒体の反転追随性が悪くなる。
本発明において、帯電量の測定は、以下によって行った。
<ブローオフ測定原理および測定方法>
ブローオフ法においては、両端に網を張った円筒容器中に表示媒体用粒子の粒子群とキャリアの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで表示媒体用粒子の粒子群とキャリアとを分離し、網の目開きから表示媒体用粒子の粒子群のみをブローオフ(吹き飛ばし)する。このとき、表示媒体用粒子の粒子群が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯電量がキャリアに残る。そして、この電荷による電束の全てはファラデーケージで集められ、この分だけコンデンサは充電される。そこでコンデンサ両端の電位を測定することにより、表示媒体用粒子の粒子群の電荷量Qは、
Q=CV(C;コンデンサ容量、V;コンデンサ両端の電圧)
として求められる。
ブローオフ帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のTB−200を用いて、ブロー圧4.5MPa、吸引圧9.5MPaで測定時間5秒の値をもって電荷量を求めた。本発明では、被測定粒子の帯電量測定にフェライト系キャリアを用いるが、情報表示用パネルに例えば正帯電性の表示媒体用粒子から構成される表示媒体と負帯電性の表示媒体用粒子から構成される表示媒体との2種類の表示媒体を組み合わせて用いる場合にそれぞれの表示媒体を構成する表示媒体用粒子の帯電量を測定するときには同一種類のキャリアを用いる。具体的には、キャリアとして同和鉄粉工業(株)製のDFC100 リンクル(Mn−Mg含有フェライト系)を用いて粒子の帯電量(μC/g)を測定した。キャリアと粒子との混合は、振幅10cm、100回/分の振とう機で1000回振とうして行った。
本発明において、帯電量の測定は、以下によって行った。
<ブローオフ測定原理および測定方法>
ブローオフ法においては、両端に網を張った円筒容器中に表示媒体用粒子の粒子群とキャリアの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで表示媒体用粒子の粒子群とキャリアとを分離し、網の目開きから表示媒体用粒子の粒子群のみをブローオフ(吹き飛ばし)する。このとき、表示媒体用粒子の粒子群が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯電量がキャリアに残る。そして、この電荷による電束の全てはファラデーケージで集められ、この分だけコンデンサは充電される。そこでコンデンサ両端の電位を測定することにより、表示媒体用粒子の粒子群の電荷量Qは、
Q=CV(C;コンデンサ容量、V;コンデンサ両端の電圧)
として求められる。
ブローオフ帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のTB−200を用いて、ブロー圧4.5MPa、吸引圧9.5MPaで測定時間5秒の値をもって電荷量を求めた。本発明では、被測定粒子の帯電量測定にフェライト系キャリアを用いるが、情報表示用パネルに例えば正帯電性の表示媒体用粒子から構成される表示媒体と負帯電性の表示媒体用粒子から構成される表示媒体との2種類の表示媒体を組み合わせて用いる場合にそれぞれの表示媒体を構成する表示媒体用粒子の帯電量を測定するときには同一種類のキャリアを用いる。具体的には、キャリアとして同和鉄粉工業(株)製のDFC100 リンクル(Mn−Mg含有フェライト系)を用いて粒子の帯電量(μC/g)を測定した。キャリアと粒子との混合は、振幅10cm、100回/分の振とう機で1000回振とうして行った。
粒子は、その帯電電荷を保持する必要があるので、体積固有抵抗が1×1010Ω・cm以上の絶縁性粒子が好ましく、特に体積固有抵抗が1×1012Ω・cm以上の絶縁性粒子が好ましい。また、電荷減衰性の遅い粒子がさらに好ましい。
さらに、表示媒体用粒子で構成する表示媒体を、気中空間で駆動する情報表示用パネルに適用する場合には、基板間の表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、25℃における相対湿度を60%RH以下、好ましくは50%RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図1(a),(b)〜図3(a),(b)において、対向する基板1、基板2に挟まれる部分から、電極5、6(電極を基板の内側に設けた場合)、表示媒体3の占有部分、隔壁4の占有部分(隔壁を設けた場合)、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
この空隙部分とは、図1(a),(b)〜図3(a),(b)において、対向する基板1、基板2に挟まれる部分から、電極5、6(電極を基板の内側に設けた場合)、表示媒体3の占有部分、隔壁4の占有部分(隔壁を設けた場合)、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
本発明の対象となる情報表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常10〜500μm、好ましくは10〜200μmに調整される。
対向する基板間の空間における表示媒体の体積占有率は5〜70%が好ましく、さらに好ましくは5〜60%である。70%を超える場合には表示媒体の移動の支障をきたし、5%未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
後述する実施例、比較例では、パネル内空間を模して、密閉空間内に体積占有率30%で表示媒体用粒子を封入し、40℃で96時間放置後の粒子の凝集を評価した。
対向する基板間の空間における表示媒体の体積占有率は5〜70%が好ましく、さらに好ましくは5〜60%である。70%を超える場合には表示媒体の移動の支障をきたし、5%未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
後述する実施例、比較例では、パネル内空間を模して、密閉空間内に体積占有率30%で表示媒体用粒子を封入し、40℃で96時間放置後の粒子の凝集を評価した。
以下、本発明の実施例および比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。
<比較例1>
メチルメタクリレート60部、エチレングリコールジメタクリレート40部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名「#25B」)6部、正帯電の単量体非溶解型荷電制御剤としてニグロシン化合物(ボントロンN07:オリエント化学製)3部、を室温下、ビーズミルで分散させ、さらに「アクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体」としてモディパーF600(日本油脂製)5重量部を溶解させ、均一な重合性単量体組成物を得た。
上記とは別に、イオン交換水250部に塩化マグネシウム9.8部を溶解した塩化マグネシウム水溶液に、イオン交換水50部に水酸化ナトリウム6.9部を溶解した水酸化ナトリウム水溶液を撹拌しつつ徐々に添加して、水酸化マグネシウムコロイド分散液を調製した。
上述のようにして得られた水酸化マグネシウムコロイド分散液に、上記重合性単量体組成物混合液を投入し、液滴が安定するまで撹拌を行った。次いで、重合開始剤t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂(株)製、商品名「パーブチルO」)3部を添加した後、15,000rpmで回転するエバラマイルダー(荏原製作所(株)製、商品名「MDN303V」)で30分間高剪断撹拌して、単量体混合物の液滴を形成させた。
上述のようにして得られた単量体混合物の水分散液を、撹拌翼を装着した反応器に入れた後に昇温を開始し、80℃で温度が一定になるように制御した。重合転化率が80%に達した後、さらに昇温し、90℃で4時間温度を維持し、その後、反応器を冷却し、着色樹脂粒子の水分散液を得た。
上述のようにして得られた着色樹脂粒子の水分散液を撹拌しながら、pHが6になるまで硫酸を添加して着色樹脂粒子表面の水酸化マグネシウムを溶解した。次いで、濾過により水を分離した後、新たにイオン交換水500部を加えて再スラリー化して水洗浄を行った。次いで、再度、脱水及び水洗浄を数回繰り返して行い、真空乾燥して、平均粒子径8.9μmの粒子1を正帯電の黒色表示媒体用粒子として得た。この粒子1を走査顕微鏡(SEM)で観察したところ、表面に凹凸が形成されていることが確認された。粒子1の樹脂成分のTgは観察されなかった。また、この粒子1を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の1.3%であった。この粒子1を40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集が観察された。
メチルメタクリレート60部、エチレングリコールジメタクリレート40部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名「#25B」)6部、正帯電の単量体非溶解型荷電制御剤としてニグロシン化合物(ボントロンN07:オリエント化学製)3部、を室温下、ビーズミルで分散させ、さらに「アクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体」としてモディパーF600(日本油脂製)5重量部を溶解させ、均一な重合性単量体組成物を得た。
上記とは別に、イオン交換水250部に塩化マグネシウム9.8部を溶解した塩化マグネシウム水溶液に、イオン交換水50部に水酸化ナトリウム6.9部を溶解した水酸化ナトリウム水溶液を撹拌しつつ徐々に添加して、水酸化マグネシウムコロイド分散液を調製した。
上述のようにして得られた水酸化マグネシウムコロイド分散液に、上記重合性単量体組成物混合液を投入し、液滴が安定するまで撹拌を行った。次いで、重合開始剤t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂(株)製、商品名「パーブチルO」)3部を添加した後、15,000rpmで回転するエバラマイルダー(荏原製作所(株)製、商品名「MDN303V」)で30分間高剪断撹拌して、単量体混合物の液滴を形成させた。
上述のようにして得られた単量体混合物の水分散液を、撹拌翼を装着した反応器に入れた後に昇温を開始し、80℃で温度が一定になるように制御した。重合転化率が80%に達した後、さらに昇温し、90℃で4時間温度を維持し、その後、反応器を冷却し、着色樹脂粒子の水分散液を得た。
上述のようにして得られた着色樹脂粒子の水分散液を撹拌しながら、pHが6になるまで硫酸を添加して着色樹脂粒子表面の水酸化マグネシウムを溶解した。次いで、濾過により水を分離した後、新たにイオン交換水500部を加えて再スラリー化して水洗浄を行った。次いで、再度、脱水及び水洗浄を数回繰り返して行い、真空乾燥して、平均粒子径8.9μmの粒子1を正帯電の黒色表示媒体用粒子として得た。この粒子1を走査顕微鏡(SEM)で観察したところ、表面に凹凸が形成されていることが確認された。粒子1の樹脂成分のTgは観察されなかった。また、この粒子1を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の1.3%であった。この粒子1を40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集が観察された。
<比較例2>
負帯電粒子としては、上記粒子1に対し、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名「#25B」)6部を酸化チタン(タイペークCR−50:石原産業製)80部に変更し、ニグロシン化合物(ボントロンN07:オリエント化学製)3部を負帯電の単量体非溶解型荷電制御剤としてのフェノール系縮合物(ボントロンE89:オリエント化学製)5部に変更したこと以外は、上記比較例1と同様の方法を用いて平均粒子径9.0μmの白色表示媒体用粒子である粒子2を得た。この粒子2を走査顕微鏡(SEM)で観察したところ、表面に凹凸が形成されていることが確認された。粒子2の樹脂成分のTgは観察されなかった。また、この粒子2を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の1.2%であった。この粒子2を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集が観察された。
負帯電粒子としては、上記粒子1に対し、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名「#25B」)6部を酸化チタン(タイペークCR−50:石原産業製)80部に変更し、ニグロシン化合物(ボントロンN07:オリエント化学製)3部を負帯電の単量体非溶解型荷電制御剤としてのフェノール系縮合物(ボントロンE89:オリエント化学製)5部に変更したこと以外は、上記比較例1と同様の方法を用いて平均粒子径9.0μmの白色表示媒体用粒子である粒子2を得た。この粒子2を走査顕微鏡(SEM)で観察したところ、表面に凹凸が形成されていることが確認された。粒子2の樹脂成分のTgは観察されなかった。また、この粒子2を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の1.2%であった。この粒子2を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集が観察された。
<実施例1>
正帯電粒子として、上記比較例1の粒子1に対し、100℃で1時間の2次乾燥を行うことにより、黒色表示媒体用粒子である粒子3を得た。粒子3の平均粒子径および粒子3の樹脂成分のTgは、粒子1と同様観察されなかった。また、この粒子3を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の1.0%であった。この粒子3を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集は観察されなかった。
正帯電粒子として、上記比較例1の粒子1に対し、100℃で1時間の2次乾燥を行うことにより、黒色表示媒体用粒子である粒子3を得た。粒子3の平均粒子径および粒子3の樹脂成分のTgは、粒子1と同様観察されなかった。また、この粒子3を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の1.0%であった。この粒子3を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集は観察されなかった。
<実施例2>
負帯電粒子として、上記比較例2の粒子2に対し、100℃で1時間の2次乾燥を行うことにより、白色表示媒体用粒子である粒子4を得た。粒子4の平均粒子径および粒子4の樹脂成分のTgは、粒子2と同様観察されなかった。また、この粒子4を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の0.8%であった。この粒子4を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集は観察されなかった。
負帯電粒子として、上記比較例2の粒子2に対し、100℃で1時間の2次乾燥を行うことにより、白色表示媒体用粒子である粒子4を得た。粒子4の平均粒子径および粒子4の樹脂成分のTgは、粒子2と同様観察されなかった。また、この粒子4を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の0.8%であった。この粒子4を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集は観察されなかった。
<実施例3>
正帯電粒子として、上記比較例1の粒子1に対し、減圧下、50℃で12時間の2次乾燥を行うことにより、黒色表示媒体用粒子である粒子5を得た。粒子5の平均粒子径および粒子5の樹脂成分のTgは、粒子1と同様観察されなかった。また、この粒子5を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の0.3%であった。この粒子5を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集は観察されなかった。
正帯電粒子として、上記比較例1の粒子1に対し、減圧下、50℃で12時間の2次乾燥を行うことにより、黒色表示媒体用粒子である粒子5を得た。粒子5の平均粒子径および粒子5の樹脂成分のTgは、粒子1と同様観察されなかった。また、この粒子5を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の0.3%であった。この粒子5を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集は観察されなかった。
<実施例4>
負帯電粒子として、上記比較例2の粒子2に対し、減圧下、50℃で12時間の2次乾燥を行うことにより、白色表示媒体用粒子である粒子6を得た。粒子6の平均粒子径および粒子6の樹脂成分のTgは、粒子2と同様観察されなかった。また、この粒子6を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の0.3%であった。この粒子6を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集は観察されなかった。
負帯電粒子として、上記比較例2の粒子2に対し、減圧下、50℃で12時間の2次乾燥を行うことにより、白色表示媒体用粒子である粒子6を得た。粒子6の平均粒子径および粒子6の樹脂成分のTgは、粒子2と同様観察されなかった。また、この粒子6を120℃で4時間加熱したときの加熱後重量の減少分を示す加熱減量比率は、加熱前重量の0.3%であった。この粒子6を、30%の体積占有率で密閉空間内で封入し、40℃の高温環境に96時間置いた後に顕微鏡観察したところ、粒子同士の凝集は観察されなかった。
本発明の表示媒体用粒子より成る表示媒体は、ノートパソコン、電子手帳、PDA(Personal Digital Assistants )と呼ばれる携帯型情報機器、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞、電子マニュアル(電子取扱説明書)等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板やホワイトボード等の掲示板、電子卓上計算機、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ICカード等のカード表示部、電子広告、情報ボード、電子POP(Point Of Presence 、Point Of Purchase advertising )、電子値札、電子棚札、電子楽譜、RF−ID機器の表示部のほか、POS端末、カーナビゲーション装置、時計など様々な電子機器の表示部を構成する情報表示用パネルに好適に用いられる他、外部電界形成手段を用いて書き換えを行う情報表示用パネル(いわゆるリライタブルペーパー)にも好適に用いられる。
1、2 基板
3 表示媒体
3W 白色表示媒体
3B 黒色表示媒体
3Wa 白色表示媒体用粒子
3Ba 黒色表示媒体用粒子
4 隔壁
5、6 電極
3 表示媒体
3W 白色表示媒体
3B 黒色表示媒体
3Wa 白色表示媒体用粒子
3Ba 黒色表示媒体用粒子
4 隔壁
5、6 電極
Claims (6)
- 少なくとも一方が透明な2枚の基板間に光学的反射率および帯電性を有する表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体を構成する表示媒体用粒子であって、
該表示媒体用粒子が、湿式法により得られる概球形の、結着樹脂、着色剤及び、アクリル系単量体と炭化水素系単量体との共重合体もしくはアクリル系単量体とフッ素含有アクリル系単量体との共重合体を含有する重合体粒子から成り、該結着樹脂の原料である単量体の一部もしくは全部が架橋性単量体であり、前記重合体粒子は表面に微小な凹凸を一様に有するとともに、
前記表示媒体用粒子の120℃、4時間の加熱における加熱減量が1重量%以下であることを特徴とする表示媒体用粒子。 - 前記重合体粒子を構成する結着樹脂の架橋性単量体成分が、アクリル系架橋性単量体であることを特徴とする請求項1に記載の表示媒体用粒子。
- 前記表示媒体用粒子を構成する結着樹脂のガラス転移温度Tgが60℃以上であるか、もしくは、前記結着樹脂のガラス転移温度Tgが観察されないことを特徴とする請求項1または2に記載の表示媒体用粒子。
- 前記表示媒体用粒子の体積平均粒子径が1〜50μmであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表示媒体用粒子。
- キャリアを用いてブローオフ法により測定した前記表示媒体用粒子の帯電量が絶対値で5〜80μC/gであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の表示媒体用粒子。
- 前記表示媒体用粒子の色が白色および/または黒色であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示媒体用粒子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006326169A JP2008139598A (ja) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | 表示媒体用粒子 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006326169A JP2008139598A (ja) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | 表示媒体用粒子 |
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JP2008139598A true JP2008139598A (ja) | 2008-06-19 |
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JP2006326169A Withdrawn JP2008139598A (ja) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | 表示媒体用粒子 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010197471A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Bridgestone Corp | 表示媒体用粒子 |
-
2006
- 2006-12-01 JP JP2006326169A patent/JP2008139598A/ja not_active Withdrawn
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