JP2011175167A - Electrophoretic dispersion liquid, image display medium having the electrophoretic dispersion liquid, and image display device using the image display medium - Google Patents

Electrophoretic dispersion liquid, image display medium having the electrophoretic dispersion liquid, and image display device using the image display medium Download PDF

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JP2011175167A JP2010040248A JP2010040248A JP2011175167A JP 2011175167 A JP2011175167 A JP 2011175167A JP 2010040248 A JP2010040248 A JP 2010040248A JP 2010040248 A JP2010040248 A JP 2010040248A JP 2011175167 A JP2011175167 A JP 2011175167A
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Hitoshi Arita
均 有田
Sadahisa Uchijo
禎久 内城
Masahiro Masuzawa
正弘 升澤
Toru Yashiro
徹 八代
Masahiro Yanagisawa
匡浩 柳澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: an electrophoretic dispersion liquid having a memory property; an image display medium having the electrophoretic dispersion liquid; and an image display device using the image display medium. <P>SOLUTION: The electrophoretic dispersion liquid at least contains, in a dispersion medium: anionic charged graft carbon black particles comprising carbon black particles with an organic group having a nitro group or a sulfone group and an organic group having a polymerizable group imparted to surfaces thereof, and a graft polymer chain bonded thereto; and cationic charged graft titanium oxide particles comprising titanium oxide particles with an organic group imparted directly or via a cover layer to surfaces thereof, wherein the organic group is an amino group via a silyl group or a polymerizable functional group via a silyl group, and a graft polymer chain bonded thereto. The image display medium is formed by using the dispersion liquid, and the image display device (10) is constructed by using the image display medium. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、メモリー性を有する電気泳動分散液と電気泳動分散液を有する画像表示媒体及び画像表示媒体を用いた画像表示装置に関する。   The present invention relates to an electrophoretic dispersion having memory properties, an image display medium having the electrophoretic dispersion, and an image display device using the image display medium.

従来、文字、静止画、動画等の画像を表示する画像表示装置としては、カソードレイチューブ(CRT)、液晶ディスプレイ等が用いられている。これらの画像表示装置は、画像を瞬時に表示することができ、また、書き換えることができるが、持ち歩くことが困難であること、眼が疲労しやすいこと、電源をオフにすると画像を表示できないこと等の問題がある。   Conventionally, cathode ray tubes (CRT), liquid crystal displays, and the like are used as image display devices that display images such as characters, still images, and moving images. These image display devices can display images instantly and can be rewritten, but they are difficult to carry around, eyes are easily fatigued, and images cannot be displayed when the power is turned off. There are problems such as.

一方、文字、静止画等の画像は、プリンターを用いて紙媒体に記録された後、配布されたり、保存されたりする。このような画像が記録された紙媒体は、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、ディスプレイよりも文字が読みやすいこと、目が疲れにくいこと、自由な姿勢で読めること、軽量で自由に持ち運べること等の特徴を有する。しかしながら、ハードコピーは、使用後に廃棄されたり、リサイクルされたりするが、多くの労力と費用を要するので、省資源の点では問題がある。   On the other hand, images such as characters and still images are distributed or stored after being recorded on a paper medium using a printer. A paper medium on which such an image is recorded is widely used as a hard copy. The hard copy has features such as easy-to-read characters, less fatigue of eyes, reading in a free posture, lightweight and free to carry than a display. However, although hard copies are discarded or recycled after use, they require a lot of labor and cost, which is problematic in terms of resource saving.

このため、ディスプレイとハードコピーの両方の長所を有し、書き換えが可能なペーパーライクな画像表示媒体のニーズが高くなり、例えば、高分子分散型液晶素子、双安定性コレステリック液晶素子、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等が知られている。これらの画像表示媒体は、反射型であるため、明るい画像を表示することができると共に、メモリー性があるため、注目されている。中でも、電気泳動素子を用いた画像表示媒体は、表示品質、表示動作時の消費電力等の点で優れている。   For this reason, there is an increasing need for a rewritable paper-like image display medium that has the advantages of both display and hard copy. For example, polymer dispersed liquid crystal elements, bistable cholesteric liquid crystal elements, electrochromic elements Electrophoretic elements and the like are known. Since these image display media are of a reflective type, they can display bright images and have a memory property, and thus are attracting attention. Among these, an image display medium using an electrophoretic element is excellent in terms of display quality, power consumption during display operation, and the like.

このような画像表示媒体は、例えば、着色した分散媒が一組の透明電極の間に封入されており、着色した分散媒中に、異なる色を有すると共に、表面が帯電している電気泳動粒子が分散されている。このため、透明電極の一方に、電子泳動粒子の帯電している電荷と反対の電圧を印加すると、電気泳動粒子が堆積して電気泳動粒子の色が観測される。また、透明電極の一方に、電気泳動粒子の帯電している電荷と同じ電圧を印加すると、電気泳動粒子が透明電極の他方に移動して分散媒の色が観測される。電気泳動素子を用いた画像表示媒体には、このような原理に基づいて、画像が表示される。   In such an image display medium, for example, a colored dispersion medium is sealed between a pair of transparent electrodes, and the colored dispersion medium has different colors and is charged on the surface. Are distributed. For this reason, when a voltage opposite to the charged charge of the electrophoretic particles is applied to one of the transparent electrodes, the electrophoretic particles are deposited and the color of the electrophoretic particles is observed. In addition, when the same voltage as the charged charge of the electrophoretic particles is applied to one of the transparent electrodes, the electrophoretic particles move to the other side of the transparent electrode, and the color of the dispersion medium is observed. An image is displayed on an image display medium using an electrophoretic element based on such a principle.

分散媒中における電気泳動粒子の安定性は、一般的に、静電効果又は立体効果(吸着層効果とも呼ばれる)により得られる。静電効果については、DLVO理論が知られており、電気二重層の広がり及び界面電位(いわゆるζ電位)が重要な因子となっている。これらを形成するためには、イオンの存在が必要とされている。一方、立体効果については、非特許文献1に安定な非水溶媒系分散液の製造方法が記載されており、溶媒中に分散させる粒子に対して相溶性を有する成分と、溶媒に対して溶解性を有する成分を含むブロック共重合体又はグラフト共重合体が溶媒中で製造されて用いられている。   The stability of the electrophoretic particles in the dispersion medium is generally obtained by an electrostatic effect or a steric effect (also called an adsorption layer effect). Regarding the electrostatic effect, the DLVO theory is known, and the spread of the electric double layer and the interface potential (so-called ζ potential) are important factors. In order to form these, the presence of ions is required. On the other hand, regarding the steric effect, Non-Patent Document 1 describes a method for producing a stable non-aqueous solvent-based dispersion, and the component has compatibility with particles dispersed in the solvent and is dissolved in the solvent. A block copolymer or graft copolymer containing a component having a property is produced in a solvent and used.

電気泳動粒子の製造方法に関してはこれまでに数々の特許が出願されている。これらの特許では、泳動粒子としての分散安定性に関する記述が主である。
特許文献1には、重合体が結合した顔料粒子を懸濁流体に懸濁した電気泳動媒体が提案されており、カーボンブラックを化合物と反応させるにはジアゾニウム基が好ましく、「Cabot Corporation,Boston,Massachusettsの一連の特許に、広範囲の官能基をカーボンブラックに結合するために、ジアゾニウムの化学的性質を使用することが記述されている。」と記載されている。但し、一連の特許では電気泳動分散液を対象としたものではなく、インクジェットインクに使用する分散体としてカーボンブラックのジアゾニウム反応が記述されている。
また、特許文献2には、懸濁流体中に懸濁された高分子シェルを有する帯電粒子を含む電気泳動媒質が提案されており、電気泳動粒子の光学安定性を制御するために、帯電粒子の懸濁流体への相溶性と非相溶性について記載されている。
しかし、上記従来技術では、いずれも電気泳動粒子の泳動に基づく画像表示のメモリー性が十分ではなくさらなる改善が望まれる。
A number of patents have been filed so far for methods for producing electrophoretic particles. These patents mainly describe the dispersion stability as electrophoretic particles.
Patent Document 1 proposes an electrophoretic medium in which pigment particles to which a polymer is bound are suspended in a suspending fluid, and a diazonium group is preferable for reacting carbon black with a compound. “Cabot Corporation, Boston, Massachusetts series of patents describe the use of diazonium chemistry to attach a wide range of functional groups to carbon black. " However, a series of patents do not cover electrophoretic dispersions, but describe the diazonium reaction of carbon black as a dispersion for use in inkjet inks.
Patent Document 2 proposes an electrophoretic medium containing charged particles having a polymer shell suspended in a suspending fluid. In order to control the optical stability of the electrophoretic particles, charged particles are used. Are described for compatibility and incompatibility in suspension fluids.
However, none of the above prior arts has sufficient memory properties for image display based on electrophoresis of electrophoretic particles, and further improvements are desired.

電気泳動粒子の作製については分散安定性と共に表示特性が重要である。表示特性には主にコントラストの高さとメモリー性が挙げられる。これまでに出願された特許では、白黒の反射率を向上させる検討に重きが置かれてきた。このため、粒子の表面処理方法の改善に関する出願が数多く見られる。しかし、電気泳動粒子を表示媒体として用いる場合の最大のセールスポイントはメモリー性であり、メモリー性がなければ画像表示媒体として使用が難しいことは明らかである。   Display characteristics as well as dispersion stability are important for the preparation of electrophoretic particles. Display characteristics mainly include high contrast and memory. In patents filed so far, emphasis has been placed on improving black and white reflectance. For this reason, there are many applications concerning improvement of the surface treatment method of particles. However, the biggest selling point when using electrophoretic particles as a display medium is the memory property, and it is apparent that it is difficult to use the image display medium without the memory property.

メモリー性に関して、例えば、特許文献3では、特定の構造単位を有するアルキルポリエーテルアミン、染料及び/又は顔料により着色された樹脂粒子、白色の酸化チタン粒子、及び分散液媒体を含有する電気泳動表示溶液が提案されている。グラフト重合したチタニア粒子とカーボンブラック粒子に、アルキルポリエーテルアミンを添加剤として加えることにより、電界等の作用によって可逆的に視認状態を変化することを可能とする(メモリー性を付与)ことが記載されている。
また、特許文献4には、電界等の作用により可逆的に視認状態を変化することが可能な電気泳動表示溶液の電気泳動粒子として、有機、又は無機の粒子、あるいはこれらに帯電制御剤を添加した粒子を用いることが記載されている。
しかしながら、これらの電気泳動粒子では、帯電量が十分に大きいものを得ることが難しく、電界に対する感受性が十分に高いとは言えない。
Regarding the memory property, for example, Patent Document 3 discloses an electrophoretic display containing an alkyl polyetheramine having a specific structural unit, resin particles colored with a dye and / or pigment, white titanium oxide particles, and a dispersion medium. A solution has been proposed. It is described that by adding alkyl polyetheramine as an additive to graft-polymerized titania particles and carbon black particles, the visual state can be changed reversibly by the action of an electric field (providing memory). Has been.
In Patent Document 4, organic or inorganic particles are added as electrophoretic particles of an electrophoretic display solution capable of reversibly changing the visual state by the action of an electric field or the like, or a charge control agent is added thereto. The use of the prepared particles is described.
However, with these electrophoretic particles, it is difficult to obtain particles having a sufficiently large charge amount, and it cannot be said that the sensitivity to an electric field is sufficiently high.

また、特許文献5では、電気泳動粒子の凝集や沈降を防止するために、電気泳動分散液(液相分散媒と電気泳動粒子とを含む)と、電気泳動分散液を分割するための隔壁とが収容された電気泳動装置が提案されている。
また、特許文献6では、画像表示媒体のメモリー性を向上させるために、ポリイソブチレンを配合することが提案されている。
また、特許文献7では、粒子の帯電を制御可能な帯電粒子の製造方法が提案されており、チタニア粒子の表面にリビング重合で則鎖にイオン性基を有する重合体を結合することが記載されている。
また、特許文献8では、プラズモン発色機能を有する金属コロイド粒子を用いることによりメモリー性を有するフルカラー表示が可能な表示方法が提案されている。
また、特許文献9では、特定の構造式を有する有機の白色粒子(微粒子)、とこれを用いた微粒子分散液(メモリー性のある分散液)が提案されている。
また、特許文献10では、電気泳動表示素子、及び電気泳動表示装置を提供するため、電荷を持たない分散性粒子、正の電荷を有する分散性粒子、負の電荷を有する分散性粒子を溶媒中に分散した電気泳動表示媒体を用いることが提案されており、3色表示を可能とするメモリー性のある3粒子系の表示素子が記載されている。
また、特許文献11では、カーボンブラックの表面に、重合性基を有するシランカップリング剤を用いて重合性基を付与すると共に、カチオン性基を有するシランカップリング剤を用いてカチオン性基を付与し、重合性基からカーボンブラックの表面をグラフト重合する電気泳動粒子の製造方法が提案されている。
In Patent Document 5, in order to prevent aggregation and sedimentation of electrophoretic particles, an electrophoretic dispersion liquid (including a liquid phase dispersion medium and electrophoretic particles) and a partition wall for dividing the electrophoretic dispersion liquid are provided. Has been proposed.
Patent Document 6 proposes blending polyisobutylene in order to improve the memory performance of the image display medium.
Further, Patent Document 7 proposes a method for producing charged particles capable of controlling the charging of particles, and describes that a polymer having an ionic group in a regular chain is bonded to the surface of titania particles by living polymerization. ing.
Patent Document 8 proposes a display method capable of full-color display having memory properties by using metal colloidal particles having a plasmon coloring function.
Patent Document 9 proposes organic white particles (fine particles) having a specific structural formula, and fine particle dispersions (dispersions having a memory property) using the same.
Further, in Patent Document 10, in order to provide an electrophoretic display element and an electrophoretic display device, dispersible particles having no charge, dispersible particles having a positive charge, and dispersible particles having a negative charge are placed in a solvent. It is proposed to use an electrophoretic display medium dispersed in the above, and a three-particle display element having a memory property that enables three-color display is described.
Moreover, in patent document 11, while giving the polymeric group to the surface of carbon black using the silane coupling agent which has a polymeric group, and providing the cationic group using the silane coupling agent which has a cationic group A method for producing electrophoretic particles in which the surface of carbon black is graft-polymerized from a polymerizable group has been proposed.

前記特許文献によると、電気泳動粒子を用いればメモリー性を有することが当然であるように述べられているが、必ずしもメモリー性が発現するとは言えず、前記特許文献ではこれらメモリー性を発現させるための条件や方法に関しての特段の記述は見当らない。
しかしながら、前記特許文献を実施例の如く追試をした場合、例えば、特許文献1の通りに粒子を合成してみてもメモリー性は全くと言って良い程見られない。その他の特許について粒子の作製を追試し、帯電制御剤やポリマーを加えてみても、十分なメモリー性が現れないのが実情である。
従って、電気泳動粒子には、単に粒子を作製するだけでは本来メモリー性は備わっておらず、メモリー性を得るための更なる粒子の処理、あるいは発現させる条件設定が必要であると考えられる。このメモリー性に関する検討は重要な課題であり古くから行われてきたと思えるが、これまでに十分なメモリー性がある表示媒体として世の中に出ているものは数少ない。また、メモリー性に関して満足した結果が得られているところは殆どないと言える。
According to the above-mentioned patent document, it is said that it is natural that the electrophoretic particles are used. However, it cannot be said that the memory property is manifested. There is no specific description about the conditions and methods.
However, when the patent document is reexamined as in the embodiment, even if the particles are synthesized as in Patent Document 1, for example, the memory property is not seen at all. For other patents, it is the actual situation that sufficient memory properties do not appear even if we try to make particles and add a charge control agent or polymer.
Therefore, it is considered that the electrophoretic particles are not originally provided with a memory property simply by preparing particles, and further processing of particles or setting of conditions for expression are necessary to obtain the memory property. This study on memory performance is an important issue and seems to have been done for a long time, but there are few display media that have sufficient memory performance to date. In addition, it can be said that there are almost no satisfactory results regarding the memory property.

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、メモリー性を有する電気泳動分散液、電気泳動分散液を有する画像表示媒体、画像表示媒体を用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
特には、分散安定性と表示特性(優れたメモリー性を持続でき、高いコントラストが得られる)の良好な負帯電黒泳動粒子(アニオン荷電性のグラフトカーボンブラック)と正帯電白泳動粒子(カチオン荷電性のグラフト酸化チタン)を含む電気泳動分散液と、この電気泳動分散液を有する画像表示媒体、及びこの画像表示媒体を用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an electrophoretic dispersion having memory properties, an image display medium having an electrophoretic dispersion, and an image display device using the image display medium. .
In particular, negatively charged black electrophoretic particles (anion-charged graft carbon black) and positively charged white electrophoretic particles (cationic charge) with good dispersion stability and display characteristics (maintaining excellent memory properties and high contrast). It is an object of the present invention to provide an electrophoretic dispersion liquid containing a conductive graft titanium oxide), an image display medium having the electrophoretic dispersion liquid, and an image display device using the image display medium.

本発明者らは鋭意検討した結果、以下の〔1〕〜〔10〕に記載する発明によって上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。以下、本発明について具体的に説明する。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the inventions described in the following [1] to [10], and have reached the present invention. The present invention will be specifically described below.

〔1〕:上記課題は、分散媒中に、
カーボンブラック粒子表面にニトロ基又はスルホン基を有する有機団及び重合性官能基を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子と、
酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して有機団が付与され、該有機団はシリル基を介するアミノ基又はシリル基を介する重合性官能基であると共にグラフトポリマー鎖が結合したカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子と、
を少なくとも含有することを特徴とする電気泳動分散液により解決される。
[1]: The above problem is solved in the dispersion medium.
An anionically charged graft carbon black particle to which an organic group having a nitro group or a sulfone group and an organic group having a polymerizable functional group are imparted to the surface of the carbon black particle and a graft polymer chain is bonded;
An organic group is imparted to the surface of the titanium oxide particle directly or through a coating layer, and the organic group is an amino group via a silyl group or a polymerizable functional group via a silyl group and has a cationic chargeability with a graft polymer chain bound thereto. Grafted titanium oxide particles;
It is solved by an electrophoretic dispersion characterized by containing at least.

〔2〕:上記〔1〕に記載の電気泳動分散液において、前記重合性官能基が、ビニル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、及びスチリル基から選択される少なくとも1種であることを特徴とする。   [2]: In the electrophoretic dispersion liquid according to [1], the polymerizable functional group is at least one selected from a vinyl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, and a styryl group. .

〔3〕:上記〔1〕又は〔2〕に記載の電気泳動分散液において、前記ニトロ基又はスルホン基を有する有機団、及び重合性官能基を有する有機団が、アリールアミン化合物を用いてカーボンブラック粒子表面に付与されたことを特徴とする。   [3]: In the electrophoretic dispersion liquid described in [1] or [2] above, the organic group having the nitro group or the sulfone group and the organic group having a polymerizable functional group are carbon atoms using an arylamine compound. It is characterized by being applied to the surface of black particles.

〔4〕:上記〔1〕乃至〔3〕のいずれかに記載の電気泳動分散液において、前記酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して付与される有機団が、シランカップリング剤を用いて酸化チタン粒子表面に付与されたことを特徴とする。   [4]: In the electrophoretic dispersion liquid according to any one of [1] to [3] above, the organic group imparted to the surface of the titanium oxide particles directly or via a coating layer uses a silane coupling agent. It is characterized by being applied to the surface of the titanium oxide particles.

〔5〕:上記〔1〕乃至〔4〕のいずれかに記載の電気泳動分散液において、前記被覆層が、酸化アルミニウム及び/又は酸化ケイ素からなることを特徴とする。   [5]: In the electrophoretic dispersion liquid according to any one of [1] to [4], the coating layer is made of aluminum oxide and / or silicon oxide.

〔6〕:上記〔1〕乃至〔5〕のいずれかに記載の電気泳動分散液において、前記有機団が付与されたカーボンブラック粒子表面に、反応性モノマーを用いて重合反応により前記グラフトポリマー鎖がグラフト化されたことを特徴とする。   [6]: In the electrophoretic dispersion liquid according to any one of [1] to [5], the graft polymer chain is formed on the surface of the carbon black particles to which the organic group has been added by a polymerization reaction using a reactive monomer. Is grafted.

〔7〕:上記〔1〕乃至〔6〕のいずれかに記載の電気泳動分散液において、前記有機団が付与された酸化チタン粒子表面に、反応性モノマーを用いて重合反応により前記グラフトポリマー鎖がグラフト化されたことを特徴とする。   [7]: In the electrophoretic dispersion liquid according to any one of [1] to [6], the graft polymer chain is formed on the surface of the titanium oxide particles to which the organic group has been added by a polymerization reaction using a reactive monomer. Is grafted.

〔8〕:上記請求項〔6〕又は〔7〕に記載の電気泳動分散液において、前記反応性モノマーが、メタクリル酸誘導体又はアクリル酸誘導体であることを特徴とする。   [8]: In the electrophoretic dispersion liquid according to the above item [6] or [7], the reactive monomer is a methacrylic acid derivative or an acrylic acid derivative.

〔9〕:上記課題は、請求項〔1〕乃至〔8〕のいずれかに記載の電気泳動分散液を有することを特徴とする画像表示媒体により解決される。   [9]: The above problem is solved by an image display medium comprising the electrophoretic dispersion according to any one of claims [1] to [8].

〔10〕:上記課題は、〔9〕に記載の画像表示媒体を用いたことを特徴とする画像表示装置により解決される。   [10] The above problem is solved by an image display device using the image display medium described in [9].

本発明によれば、分散安定性と表示特性の良好な(優れたメモリー性を持続でき、高いコントラストが得られる)アニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子(負帯電黒泳動粒子)とカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子(正帯電白泳動粒子)を含む電気泳動分散液と、この電気泳動分散液を有する画像表示媒体、及びこの画像表示媒体を用いた画像表示装置を提供することができる。   According to the present invention, anion-charged graft carbon black particles (negatively charged black electrophoretic particles) having excellent dispersion stability and display characteristics (maintaining excellent memory properties and high contrast) and cation-chargeable particles can be obtained. An electrophoretic dispersion liquid containing grafted titanium oxide particles (positively charged white electrophoretic particles), an image display medium having the electrophoretic dispersion liquid, and an image display device using the image display medium can be provided.

シランカップリング剤と無機質表面との反応機構を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the reaction mechanism of a silane coupling agent and an inorganic surface. 本発明に係る画像表示媒体の第一の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st structural example of the image display medium which concerns on this invention. 本発明に係る画像表示媒体の第二の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd structural example of the image display medium which concerns on this invention. 図3のマイクロカプセルを示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the microcapsule of FIG. 本発明に係る画像表示媒体の第三の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd structural example of the image display medium which concerns on this invention. 本発明に係る画像表示媒体の第四の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 4th structural example of the image display medium which concerns on this invention. 本発明に係る画像表示装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the image display apparatus which concerns on this invention. 実施例の電気泳動分散液を封入した画像表示セルにおいてメモリー性がある状態を表したグラフである。It is the graph showing the state which has memory property in the image display cell which enclosed the electrophoresis dispersion liquid of the Example. 比較例の電気泳動分散液を封入した画像表示セルにおいてメモリー性のない状態を表したグラフである。It is the graph showing the state without memory property in the image display cell which enclosed the electrophoresis dispersion liquid of the comparative example.

前述のように本発明における電気泳動分散液は、分散媒中に、
カーボンブラック粒子表面にニトロ基又はスルホン基を有する有機団及び重合性官能基を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子と、
酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して有機団が付与され、該有機団はシリル基を介するアミノ基又はシリル基を介する重合性官能基であると共にグラフトポリマー鎖が結合したカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子と、
を少なくとも含有することを特徴とするものである。
As described above, the electrophoretic dispersion in the present invention is contained in the dispersion medium.
An anionically charged graft carbon black particle to which an organic group having a nitro group or a sulfone group and an organic group having a polymerizable functional group are imparted to the surface of the carbon black particle and a graft polymer chain is bonded;
An organic group is imparted to the surface of the titanium oxide particle directly or through a coating layer, and the organic group is an amino group via a silyl group or a polymerizable functional group via a silyl group and has a cationic chargeability with a graft polymer chain bound thereto. Grafted titanium oxide particles;
It is characterized by containing at least.

[1]メモリー性のある分散液
本発明の構成とすることにより、メモリー性を有する電気泳動分散液(以降、「分散液」と略称することがある。)とすることができる。
メモリー性のある分散液とする場合、カーボンブラックが正帯電粒子の場合と負帯電粒子の場合の2種類に分けられるが、本発明の分散液は、アニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子とカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子を含むものである。これにより、分散安定性と表示特性の良好な分散液とすることができる。即ち、優れたメモリー性を持続でき、高いコントラストが得られる分散液とすることができる。
以降、「アニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子」を「負帯電カーボンブラック粒子」あるいは「負帯電黒泳動粒子」と呼称することがある。また、「カチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子」を「正帯電酸化チタン粒子」あるいは「正帯電白泳動粒子」と呼称することがある。また、「重合性官能基」を「重合性基」と呼称することがある。
[1] Dispersion Liquid with Memory Property By adopting the configuration of the present invention, an electrophoretic dispersion liquid having a memory property (hereinafter sometimes abbreviated as “dispersion liquid”) can be obtained.
In the case of a dispersion having a memory property, the carbon black is divided into two types of positively charged particles and negatively charged particles, but the dispersion of the present invention has anion-charged graft carbon black particles and cationically charged particles. -Containing grafted titanium oxide particles. Thereby, it can be set as the dispersion liquid with favorable dispersion stability and a display characteristic. That is, it is possible to obtain a dispersion that can maintain excellent memory properties and obtain high contrast.
Hereinafter, “anion-charged graft carbon black particles” may be referred to as “negatively charged carbon black particles” or “negatively charged black electrophoretic particles”. In addition, “cationically charged grafted titanium oxide particles” may be referred to as “positively charged titanium oxide particles” or “positively charged white electrophoretic particles”. Further, the “polymerizable functional group” may be referred to as “polymerizable group”.

次に、本発明のメモリー性を有する電気泳動分散液を実施するための最良の形態を必要に応じて図面と共に説明する。
負帯電黒泳動粒子(黒粒子)と、正帯電白泳動粒子(白粒子)との組み合わせで2色の表示媒体として用いることができる。この表示手法は、原理として、正帯電のカーボンブラック粒子を黒粒子として用い、白粒子と組み合わせて表示媒体とする場合と、粒子の帯電性が逆となる点を除けば変わりがないが、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、負帯電のカーボンブラック(負帯電カーボンブラック粒子)を用いることによりメモリー性のある分散液を開発することができた。
即ち、粒子表面にニトロ基又はスルホン基を有する有機団及び重合性官能基を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合した負帯電カーボンブラック粒子と、酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して有機団が付与され、該有機団はシリル基を介するアミノ基又はシリル基を介する重合性基であると共にグラフトポリマー鎖が結合したカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子と、を少なくとも含有する電気泳動分散液では、各々の粒子の帯電特性により表示特性である反射率とメモリー性が大きく変わることを見出した。つまり、メモリー性が現れるメカニズムについて鋭意検討した結果、前述の泳動粒子の相互作用が大きく関わっていることを見出した。
上記カチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子は、例えば、酸化チタン粒子表面にアミノ基とシリル基を有する有機団及び重合性官能基とシリル基を有する有機団が付与されるか、あるいはアミノ基と重合性官能基とシリル基を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合した正帯電酸化チタン粒子ということもできる。
以下、泳動粒子のメモリー性について説明する。
Next, the best mode for carrying out the electrophoretic dispersion having the memory property of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary.
A combination of negatively charged black electrophoretic particles (black particles) and positively charged white electrophoretic particles (white particles) can be used as a two-color display medium. In principle, this display method is the same except that positively charged carbon black particles are used as black particles and combined with white particles to form a display medium, except that the chargeability of the particles is reversed. As a result of extensive studies by the inventor, it was possible to develop a dispersion having a memory property by using negatively charged carbon black (negatively charged carbon black particles).
That is, negatively charged carbon black particles to which an organic group having a nitro group or a sulfone group and an organic group having a polymerizable functional group are provided on the particle surface and to which a graft polymer chain is bonded, and the titanium oxide particle surface directly or a coating layer An organic group is provided via the cation group, and the organic group contains at least a cation-charged grafted titanium oxide particle that is an amino group via a silyl group or a polymerizable group via a silyl group and has a graft polymer chain bonded thereto. In the electrophoretic dispersion liquid, it has been found that the reflectance and memory properties, which are display characteristics, vary greatly depending on the charging characteristics of each particle. In other words, as a result of intensive studies on the mechanism of memory characteristics, it was found that the aforementioned interaction of migrating particles is greatly involved.
The cationically charged grafted titanium oxide particles are, for example, provided with an organic group having an amino group and a silyl group and an organic group having a polymerizable functional group and a silyl group on the surface of the titanium oxide particle, or polymerized with an amino group. It can also be referred to as positively charged titanium oxide particles to which an organic group having a functional functional group and a silyl group is added and a graft polymer chain is bonded.
Hereinafter, the memory property of the migrating particles will be described.

[2]反射率の変化による泳動粒子のメモリー性評価
分散液のメモリー性がどのようにして現れてくるのかを調べるため、次の(I)と(II)の2種類の粒子を組み合わせた分散液(分散媒として炭化水素系溶媒を使用)を作製し、それぞれ画像表示セルに封入して反射率とメモリー性を評価した。
(I)負帯電グラフトカーボンブラック粒子とグラフト酸化チタン粒子(無帯電に近い)
(II)負帯電グラフトカーボンブラック粒子と正帯電酸化チタン粒子(本発明の分散液)
評価の結果、次のことが分かった。
(I)の場合:電極の一方にプラス15V、他方にマイナス15Vをかけると、負帯電カーボンブラック粒子がプラスをかけた電極に付着し、マイナス15Vをかけた電極には酸化チタン粒子が付着した。しかし、その後電圧印加を止めると負帯電カーボンブラック粒子は数秒以内にセル中に拡散してしまい、セルの両面ともカーボンブラックと酸化チタンが混合した灰色になった。
(II)の場合:電極に(I)と同様に電圧をかけると、プラス15Vをかけた電極に負帯電カーボンブラック粒子が付着し、マイナス15Vをかけた電極には正帯電酸化チタン粒子が付着した。その後、2時間経過しても2種類の粒子共、セル中に拡散することは無かった。
これらの観察の結果から、(II)の負帯電カーボンブラックと正帯電酸化チタン粒子を用いた場合に、2種類の粒子間の相互作用によりメモリー性が現れていることが明らかになった。特に、メモリー性に関しては、単に、負帯電のカーボンブラック粒子を用いるのみでは、現れることがなく、前述した白粒子との組み合わせにより得られることが分かった。本発明の分散液にメモリー性が現れる理由として、前記2種類の粒子間の相互作用が効いていると考えられる。以下、メモリー性の発現について説明する。
[2] Evaluation of memory properties of migrating particles due to changes in reflectivity In order to investigate how the memory properties of the dispersion appear, the following two types of dispersion (I) and (II) are combined. Liquids (using a hydrocarbon solvent as a dispersion medium) were prepared and sealed in an image display cell, respectively, and the reflectance and memory properties were evaluated.
(I) Negatively charged grafted carbon black particles and grafted titanium oxide particles (nearly uncharged)
(II) Negatively charged graft carbon black particles and positively charged titanium oxide particles (dispersion liquid of the present invention)
As a result of the evaluation, the following was found.
In the case of (I): When plus 15V is applied to one of the electrodes and minus 15V is applied to the other, negatively charged carbon black particles are attached to the plus electrode, and titanium oxide particles are attached to the electrode to which minus 15V is applied. . However, when the voltage application was stopped thereafter, the negatively charged carbon black particles diffused into the cell within a few seconds, and both sides of the cell became gray in which carbon black and titanium oxide were mixed.
In the case of (II): When voltage is applied to the electrode in the same manner as (I), negatively charged carbon black particles adhere to the electrode applied with plus 15V, and positively charged titanium oxide particles adhere to the electrode applied with minus 15V. did. Thereafter, even after 2 hours, the two types of particles did not diffuse into the cell.
From the results of these observations, it was found that when negatively charged carbon black (II) and positively charged titanium oxide particles (II) were used, memory properties appeared due to the interaction between the two types of particles. In particular, it was found that the memory property does not appear only by using the negatively charged carbon black particles, and can be obtained by the combination with the white particles described above. The reason why the memory property appears in the dispersion of the present invention is considered to be the interaction between the two kinds of particles. Hereinafter, the expression of memory property will be described.

[3]本発明の分散液にメモリー性が発現する理由
メモリー性とは、電極に電圧をかけると電気泳動粒子が電極の極性に応じて泳動する際に、電圧印加を止めても、或いは両電極を短絡させても、画像が消えずに維持される現象をいう。
メモリー性に関して、電気泳動粒子表面に荷電性基の付与を行わず、単に粒子表面にグラフト重合によりグラフトポリマー鎖を結合するだけであると、メモリー性が無いことが確認されている。
電気泳動粒子(略、「粒子」)表面に電荷を持つ官能基を付ける(荷電性基の付与を行う)とメモリー性が現れるメカニズムについては、明らかではないが、粒子が正又は負の電圧が印加された電極に向かって泳動する際に、荷電性基を持つ粒子の方が荷電性基を持たない粒子よりも、電極に吸着し易いか、又は電極近傍に堆積や凝集し易いのではないかと推測される。実際に、電極近傍に泳動した粒子を顕微鏡で観察すると、荷電性基を持つ粒子は電極近傍に堆積や凝集していることが観察され、時間の経過に因らず変化しないことが確認できる。これに対して、荷電性基を持たない粒子では、堆積や凝集が見られず時間の経過に従って拡散していくのが観察される。このことからも粒子表面に荷電性基を有することによりメモリー性が現れることは明らかと考えられる。
尚、本発明において「電荷を持つ官能基を付ける」や、「荷電性基を持つ」の表現は、「荷電性基を有する有機団を付与する」を略称したものである。
[3] Reason why memory property is exhibited in the dispersion of the present invention Memory property means that when a voltage is applied to an electrode, when the electrophoretic particles migrate according to the polarity of the electrode, the voltage application is stopped or both This is a phenomenon in which an image is maintained without disappearing even when the electrodes are short-circuited.
Regarding the memory property, it has been confirmed that there is no memory property when a charged group is not imparted to the surface of the electrophoretic particle and a graft polymer chain is simply bonded to the particle surface by graft polymerization.
The mechanism by which a memory function appears when an electrophoretic particle (substantially, “particle”) is charged with a charged functional group (addition of a charged group) is not clear, but the particle has a positive or negative voltage. When migrating toward an applied electrode, particles with a charged group are more likely to adsorb to the electrode than particles without a charged group, or are more likely to deposit or aggregate near the electrode. I guess that. Actually, when the particles migrated in the vicinity of the electrode are observed with a microscope, it is observed that particles having a chargeable group are deposited or aggregated in the vicinity of the electrode, and it can be confirmed that they do not change over time. On the other hand, it is observed that particles having no chargeable group are diffused over time without depositing or aggregating. From this, it is clear that the memory property appears by having a charged group on the particle surface.
In the present invention, the expressions “attach a functional group having a charge” and “have a chargeable group” are abbreviations for “providing an organic group having a chargeable group”.

本発明においてはどのような理由でメモリー性が発現しているのか、まず、それぞれの粒子の特徴について述べる。
〈アニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子(負帯電カーボンブラック粒子)〉
本発明における負帯電カーボンブラック粒子は、粒子表面にニトロ基又はスルホン基を有する有機団(以下、「化合物」と表現することがある。)及び重合性官能基を有する有機団(「化合物」)が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したものである。つまり、ニトロ基又はスルホン基を有す化合物が付加したアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子が最適である。この理由として、ニトロ基又はスルホン基を有するカーボンブラックは次に述べるように電子供与性でアニオン性が高いと言える。
In the present invention, the reason why the memory property is developed will be described first.
<Anion-charged graft carbon black particles (negatively charged carbon black particles)>
The negatively charged carbon black particles in the present invention are an organic group having a nitro group or a sulfone group on the particle surface (hereinafter sometimes referred to as “compound”) and an organic group having a polymerizable functional group (“compound”). And a graft polymer chain bonded to each other. That is, anion-charged graft carbon black particles to which a compound having a nitro group or a sulfone group is added are optimal. For this reason, it can be said that carbon black having a nitro group or a sulfone group is electron-donating and highly anionic as described below.

分子の特定の位置について電子密度を減弱させる効果を持つ置換基の性質を電子求引性と呼び、逆に増加させる効果を持つ場合の性質を電子供与性と呼ぶ。このような効果を持つ置換基を電子求引性基あるいは電子供与性基と呼び表す。電子求引性あるいは電子供与性は単に電気陰性度の差だけでは説明できない。即ち誘起効果、メソメリー効果等が複合的に作用するので、芳香性や共役系の存在やトポロジー的な位置関係によって現れ方が変わってくる。   The property of a substituent having the effect of decreasing the electron density at a specific position of the molecule is called electron withdrawing property, and the property having the effect of increasing the electron density is called electron donating property. A substituent having such an effect is referred to as an electron withdrawing group or an electron donating group. The electron withdrawing property or electron donating property cannot be explained only by the difference in electronegativity. That is, the induction effect, the mesomery effect, etc. act in a complex manner, and the appearance changes depending on the presence of aromaticity, conjugated system, and topological positional relationship.

また、置換安息香酸の酸解離平衡定数における置換基の効果を数値で表したものをハメットの置換基定数と呼び、置換基の電子求引性および電子供与性の強度を示すパラメーターとなる。これは安息香酸からプロトンが脱離してカルボン酸イオンとなった状態の安定性が、カルボキシル基上の負電荷をどの程度非局在化できるかにかかっているためである。   The numerical value of the effect of the substituent on the acid dissociation equilibrium constant of the substituted benzoic acid is called Hammett's substituent constant, which is a parameter indicating the strength of the electron withdrawing property and electron donating property of the substituent. This is because the stability of the state in which protons are eliminated from benzoic acid to form carboxylate ions depends on how much the negative charge on the carboxyl group can be delocalized.

下記表1(A)、(B)に示すように、ニトロ基のハメットの置換基定数は、種々の官能基の中でもかなり高く、電子供与性であってアニオン性が高いことが分かる。従って、ニトロ基を有する化合物(有機団)が付加したグラフトカーボンブラック粒子は、粒子表面に何も付加しない単なるグラフトカーボンブラック粒子と比べて泳動粒子のアニオン性がかなり高いと考えられる。   As shown in the following Tables 1 (A) and 1 (B), it can be seen that the Hammett substituent constant of the nitro group is considerably high among various functional groups, and is electron donating and anionic. Therefore, it is considered that the graft carbon black particles to which the compound (organogroup) having a nitro group is added have a considerably higher anionic property of the electrophoretic particles than the simple graft carbon black particles to which nothing is added to the particle surface.

また、スルホン基については、イオンが解離していてニトロ基のようなハメットの置換基定数は定まらない。しかし、分散媒[例えば、イソパラフィン系炭化水素溶媒:アイソパー(エクソン化学社製)]中ではニトロ基と同様にアニオン性が高いと推定される。スルホン基を有す化合物(有機団)が付加したグラフトカーボンブラックも、粒子表面に何も付加しない単なるグラフトカーボンブラックと比べて泳動粒子のアニオン性がかなり高いと考えられる。   For the sulfone group, ions are dissociated and the Hammett's substituent constant such as a nitro group is not determined. However, in the dispersion medium [for example, isoparaffinic hydrocarbon solvent: Isopar (manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.)], it is presumed that the anionicity is high similarly to the nitro group. The graft carbon black to which a compound having a sulfone group (organic group) is added is also considered to have a considerably higher anionic property of the migrating particles compared to a mere graft carbon black to which nothing is added to the particle surface.

〈カチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子(正帯電酸化チタン粒子)〉
本発明の分散液に含有される正帯電酸化チタン粒子は、酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層(例えば、後述のアルミナまたはシリカなどの酸化物)を介して有機団(分子)が付与され、該有機団(分子)はシリル基を介するアミノ基又はシリル基を介する重合性基であると共にグラフトポリマー鎖が結合したものである。
なお、以降「酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して有機団が付与(結合)される」ことを、略して「酸化チタン粒子表面に有機団が付与(結合)される」と表現することがある。
即ち、上記酸化チタン粒子表面に付与されるシリル基を有する有機団(分子)は、シリル化剤〔置換基(例えば、アルコキシ基)を有するシリル化合物〕を用いて、酸化チタン粒子表面に結合させることができる。この結合は、一般的に図1の模式図に示すような、シリル化剤の官能基と粒子表面の官能基との置換反応によるものであると予想できる。シリル化剤としてシランカップリング剤が好ましく用いられる。シランカップリング剤を用いて酸化チタン粒子を処理した場合にも、酸化チタン粒子表面において、同様の反応が起きてシリル基を有する有機団(分子)が付与されると考えられる。
尚、図1中の記号「X」は、後述の一般式(1)中の「X」と同様に定義される基を表す。
<Cationically charged grafted titanium oxide particles (positively charged titanium oxide particles)>
The positively charged titanium oxide particles contained in the dispersion of the present invention are provided with organic groups (molecules) on the surface of the titanium oxide particles directly or via a coating layer (for example, an oxide such as alumina or silica described later), The organic group (molecule) is an amino group via a silyl group or a polymerizable group via a silyl group and has a graft polymer chain bonded thereto.
Hereinafter, “an organic group is imparted (bonded) to the titanium oxide particle surface directly or via a coating layer” is abbreviated as “an organic group is imparted (bonded) to the titanium oxide particle surface”. Sometimes.
That is, the organic group (molecule) having a silyl group imparted to the surface of the titanium oxide particle is bonded to the surface of the titanium oxide particle using a silylating agent [a silyl compound having a substituent (for example, an alkoxy group)]. be able to. This bond can be generally expected to be due to a substitution reaction between the functional group of the silylating agent and the functional group on the particle surface as shown in the schematic diagram of FIG. A silane coupling agent is preferably used as the silylating agent. Even when the titanium oxide particles are treated with a silane coupling agent, it is considered that a similar reaction occurs on the surface of the titanium oxide particles to give an organic group (molecule) having a silyl group.
The symbol “X” in FIG. 1 represents a group defined in the same manner as “X” in the general formula (1) described later.

本発明では、シランカップリング剤の中でも、特に、カチオン基の官能基と重合性官能基(重合性基)を共に有する構造の化合物(アミノ基と重合性官能基とシリル基を有する分子)を用いることが好適である。尚、重合性基として、ビニル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、及びスチリル基から選択される少なくとも1種からであることが好ましい。
上記カチオン性の官能基と重合性官能基(重合性基)を共に有する構造の化合物(アミノ基と重合性官能基とシリル基を有する分子)を用いることが好適であることの理由が、シランカップリング剤により酸化チタン粒子表面に結合した場合にできる粒子表面の荷電性基の分子構造・分子形態の特異性にあると考え、カチオン性の官能基と重合性基を共に有する構造を持つシランカップリング剤による酸化チタン粒子(以下、「顔料粒子」、又は「粒子」と呼称することがある。)との反応の特異性を考察した。
その結果、化合物中にカチオン基の官能基と重合性基(ここではビニル基)を共に有する構造のシランカップリング剤を用いて酸化チタン粒子の表面に反応を行った場合、及びカチオン性の官能基を有するシランカップリング剤と、重合性基(ここではビニル基)を有するシランカップリング剤を別々に用いて酸化チタン粒子の表面に反応を行った場合を比べたとき、両者に反応選択性の高さと位置選択性に大きな違いがあることが明らかになった。
In the present invention, among silane coupling agents, in particular, a compound having a structure having both a functional group of a cationic group and a polymerizable functional group (polymerizable group) (a molecule having an amino group, a polymerizable functional group, and a silyl group). It is preferable to use it. The polymerizable group is preferably at least one selected from a vinyl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, and a styryl group.
The reason why it is preferable to use a compound having a structure having both a cationic functional group and a polymerizable functional group (polymerizable group) (a molecule having an amino group, a polymerizable functional group, and a silyl group) is silane. Silanes that have both a cationic functional group and a polymerizable group, considering the molecular structure and molecular morphology of the charged group on the surface of the particle formed when coupled to the titanium oxide particle surface by a coupling agent The specificity of the reaction with titanium oxide particles (hereinafter sometimes referred to as “pigment particles” or “particles”) by the coupling agent was considered.
As a result, when the reaction is performed on the surface of the titanium oxide particles using a silane coupling agent having a structure having both a functional group of a cationic group and a polymerizable group (in this case, a vinyl group) in the compound, and a cationic functional group When a reaction is performed on the surface of titanium oxide particles using a silane coupling agent having a group and a silane coupling agent having a polymerizable group (here, a vinyl group) separately, the reaction selectivity between the two is compared. It became clear that there was a big difference in height and position selectivity.

まず、反応選択性とは、荷電性の基(カチオン性の官能基)を有するシランカップリング剤(アルコキシ基等の反応性置換基を有するシリル化合物)を顔料粒子表面に化学結合させるときの反応速度と官能基の反応量のことを意味する。次に、位置選択性とはシランカップリング剤と顔料粒子表面との反応において、シランカップリング剤の特定の官能基(例えば、アルコキシ基等)が粒子表面の特定の官能基(例えば、水酸基等)と反応する際の互いの親和性(相性)を意味する。顔料粒子表面に均一に反応すると好適であるが、顔料粒子の一部分に偏って反応すると好ましくない事態が生じることがある。
上記両選択性は、同一構造中にアミノ基とビニル基を共に有するシランカップリング剤による反応の方が、アミノ基とビニル基を別々に有するシランカップリング剤による反応と比べてより適切であると考えられる。
その理由は、同一化合物中にアルコキシ基等の反応性置換基を有するシリル基と他の官能基(例えば、アミノ基とビニル基)を共に有するシランカップリング剤の場合、シリル基の反応性置換基(アルコキシ基等)が粒子表面と反応したとき、他の官能基はその反応に伴って粒子表面に同時に固定化されているからである。そのため一官能基が粒子表面に均一に付加反応していると、他の官能基も同様に粒子表面に均一に存在していると考えられる。
First, reaction selectivity is a reaction when a silane coupling agent (a silyl compound having a reactive substituent such as an alkoxy group) having a charged group (cationic functional group) is chemically bonded to the pigment particle surface. It means the amount of reaction between the speed and the functional group. Next, regioselectivity refers to the reaction of a specific functional group (for example, an alkoxy group) of the silane coupling agent with a specific functional group (for example, a hydroxyl group) on the particle surface in the reaction between the silane coupling agent and the pigment particle surface. ) Means the affinity (compatibility) of each other. Although it is preferable to react uniformly on the surface of the pigment particle, an unfavorable situation may occur if the reaction is biased to a part of the pigment particle.
The above both selectivity is more suitable for the reaction with a silane coupling agent having both an amino group and a vinyl group in the same structure as compared with the reaction with a silane coupling agent having an amino group and a vinyl group separately. it is conceivable that.
The reason is that in the case of a silane coupling agent having both a silyl group having a reactive substituent such as an alkoxy group and other functional groups (for example, an amino group and a vinyl group) in the same compound, the reactive substitution of the silyl group This is because when a group (alkoxy group or the like) reacts with the particle surface, other functional groups are simultaneously immobilized on the particle surface along with the reaction. Therefore, if one functional group is uniformly added to the particle surface, the other functional groups are considered to be uniformly present on the particle surface as well.

これに対して、アミノ基とビニル基を別々有するシランカップリング剤を用いて別々に反応させた場合、一回目の反応で一方の官能基を有するシランカップリング剤が粒子表面に付与すると、二回目の反応で他方の官能基を有するシランカップリング剤が粒子表面に付与するのを阻害して反応性を低下させるなどの悪影響を及ぼす恐れがある。更に、別々に反応させた場合では、粒子表面の所々に偏在して反応が起こり、それぞれの官能基の効果がばらばらに現れる可能性がある。
従って、化合物の反応選択性と位置選択性を考慮した結果として、同一構造中にアミノ基とシリル基と重合性官能基を有する分子(アミノ基とビニル基を共に有するシランカップリング剤)を用いて反応した場合には、粒子表面に結合した場合にできる粒子表面の荷電性基の分子構造が緻密に隙間無く整然と配置されていると推定される。そして、この構造により高い荷電量や良好な表示特性(メモリー性、コントラスト)が得られると考えられる。
これらのことは、上記別々のシランカップリング剤を用いた反応により粒子表面に荷電性基を有する有機団(分子)を付与した場合、それ程高いメモリー性が得られないことからも、粒子表面の荷電性基の結合している位置や結合量が関係していることが明らかである。以上のことがメモリー性の優れた効果と関係していると考えられる。
On the other hand, when the silane coupling agent having a different amino group and vinyl group is reacted separately, the silane coupling agent having one functional group is imparted to the particle surface in the first reaction. In the second reaction, the silane coupling agent having the other functional group may be inhibited from being imparted to the particle surface, thereby adversely affecting the reactivity. Furthermore, in the case of reacting separately, the reaction occurs with uneven distribution on the surface of the particle, and the effects of the respective functional groups may appear separately.
Therefore, as a result of considering the reaction selectivity and regioselectivity of the compound, a molecule having an amino group, a silyl group and a polymerizable functional group in the same structure (a silane coupling agent having both an amino group and a vinyl group) is used. It is presumed that the molecular structure of the charged group on the particle surface formed when bound to the particle surface is arranged neatly without gaps. This structure is considered to provide a high charge amount and good display characteristics (memory properties, contrast).
These facts also indicate that when an organic group (molecule) having a chargeable group is added to the particle surface by a reaction using the above-mentioned separate silane coupling agents, the high memory performance cannot be obtained. It is clear that the position and amount of bonding of the chargeable group are related. The above is considered to be related to the excellent effect of memory property.

以上述べた構造のシランカップリング剤を用いて正帯電の酸化チタン粒子(カチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子)を合成し、前述の負帯電のカーボンブラック粒子(アニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子)と組み合わせたときに、メモリー性を発現させる効果が特に優れていることが分かった。   Using the silane coupling agent having the structure described above, positively charged titanium oxide particles (cation-charged grafted titanium oxide particles) were synthesized, and the above-mentioned negatively charged carbon black particles (anion-charged grafted carbon black particles) were synthesized. It was found that the effect of developing the memory property was particularly excellent when combined with.

次に、分散媒中に、前述のカーボンブラック粒子表面にニトロ基又はスルホン基を有する有機団及び重合性官能基を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子(負帯電カーボンブラック粒子)と、酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して有機団が付与され、該有機団はシリル基を介するアミノ基又はシリル基を介する重合性基であると共にグラフトポリマー鎖が結合したカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子(正帯電酸化チタン粒子)と、を組み合わせて分散した電気泳動分散液で、メモリー性が得られる理由について述べる。   Next, an anion-charged graft carbon in which an organic group having a nitro group or a sulfone group and an organic group having a polymerizable functional group are imparted to the surface of the carbon black particles and a graft polymer chain is bonded to the dispersion medium. Black particles (negatively charged carbon black particles) and an organic group are imparted directly or via a coating layer to the titanium oxide particle surface, and the organic group is an amino group via a silyl group or a polymerizable group via a silyl group The reason why the memory property can be obtained by the electrophoretic dispersion liquid in which the cationically charged grafted titanium oxide particles (positively charged titanium oxide particles) combined with the graft polymer chain are dispersed will be described.

例えば、一対の対向配置された導電性層(電極)間に、前記負帯電カーボンブラック粒子と前記正帯電酸化チタン粒子を分散媒(例えば、イソパラフィン系炭化水素やシリコーンオイル等の非極性溶媒)に分散した電気泳動分散液を封入し、各電極に正及び負電圧をかけると、分散媒中に分散している両方の粒子は極性に応じて、各電極に泳動する。この後、電圧印加を止めると各泳動粒子はそれぞれの電極に付着か堆積している状態にあると推測される。このとき、負帯電カーボンブラック粒子(アニオン性カーボンブラック粒子)と正帯電酸化チタン粒子(カチオン性酸化チタン粒子)が両電極に全く別々に存在している状態が生じている訳ではなく、アニオン性カーボンブラック粒子の周囲には、カチオン性酸化チタン粒子が取り巻いて両者は会合状態を形成していると考えられる。
即ち、負帯電カーボンブラック粒子が付着または堆積している電極では、アニオン性の高い負帯電カーボンブラック粒子がカチオン性の高い正帯電酸化チタン粒子との間で、両方の粒子がクーロン力でバランス良く引き合い、メモリー性が発現するのに理想的な会合状態が生じているものと推測される。この会合体が生じると負帯電カーボンブラック粒子単体で見られた拡散が抑制され、負帯電カーボンブラック粒子の会合体は電極近傍に留まると考えられる。
以上のように、本発明の電気泳動分散液において、メモリー性の優れた効果が発現するメカニズムとして、前記負帯電カーボンブラック粒子と前記正帯電酸化チタン粒子間の相互作用が働いていると考えられる。
実際、前述の実験でも述べたように、アニオン性カーボンブラック粒子とグラフト酸化チタン(無帯電に近い)との組み合わせではメモリー性が得られないことからも、本発明における前記負帯電カーボンブラック粒子と前記正帯電酸化チタン粒子の組み合わせにおいて、メモリー性の効果が発現することは明らかである。
For example, the negatively charged carbon black particles and the positively charged titanium oxide particles are dispersed in a dispersion medium (for example, a nonpolar solvent such as isoparaffinic hydrocarbon or silicone oil) between a pair of opposed conductive layers (electrodes). When the dispersed electrophoretic dispersion liquid is sealed and a positive and negative voltage is applied to each electrode, both particles dispersed in the dispersion medium migrate to each electrode depending on the polarity. After that, when the voltage application is stopped, it is presumed that each migrating particle is attached or deposited on each electrode. At this time, the negatively charged carbon black particles (anionic carbon black particles) and the positively charged titanium oxide particles (cationic titanium oxide particles) are not present separately on both electrodes. It is considered that the cationic titanium oxide particles surround the carbon black particles, and both form an associated state.
That is, in an electrode on which negatively charged carbon black particles are attached or deposited, a negatively charged carbon black particle having a high anionic property and a positively charged titanium oxide particle having a high cationic property, both particles are well balanced by Coulomb force. As a result, it is speculated that an ideal state of association has occurred for the development of memory. When this aggregate is generated, the diffusion observed in the negatively charged carbon black particles alone is suppressed, and the aggregate of the negatively charged carbon black particles is considered to remain in the vicinity of the electrode.
As described above, in the electrophoretic dispersion of the present invention, it is considered that the interaction between the negatively charged carbon black particles and the positively charged titanium oxide particles works as a mechanism that exhibits an excellent effect of memory performance. .
In fact, as described in the above-described experiment, the combination of anionic carbon black particles and grafted titanium oxide (nearly uncharged) cannot provide memory properties. It is clear that a memory effect is exhibited in the combination of the positively charged titanium oxide particles.

以上述べたように、負帯電カーボンブラック粒子と正帯電酸化チタン粒子の二つの粒子間の相互作用によりメモリー性が発現することが分かったが、本発明の結果、メモリー性のみならず、コントラストの高さにおいても優れた特性があることも明らかになった。コントラストの高さは、前述の反応選択性と位置選択性において、厳密に分けることは出来ないが、或る程度、顔料粒子に結合している荷電性基の結合位置(位置選択性)が関係しているものと考えられる。これに対して、メモリー性の効果が高いことは顔料粒子に結合している荷電性基の結合量(反応選択性)と関係があるものと考えられる。   As described above, it has been found that the memory property is expressed by the interaction between the two particles of the negatively charged carbon black particle and the positively charged titanium oxide particle. However, as a result of the present invention, not only the memory property but also the contrast is exhibited. It was also revealed that there are excellent characteristics in height. The high contrast cannot be strictly divided in the above-mentioned reaction selectivity and regioselectivity, but it is related to the bonding position (regioselectivity) of the charged group bonded to the pigment particles to some extent. It is thought that. On the other hand, it is considered that the high memory effect is related to the amount (reaction selectivity) of the charged group bonded to the pigment particles.

[4]電気泳動粒子の作製方法
本発明のアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子(負帯電カーボンブラック粒子)、及びカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子(正帯電酸化チタン粒子)は、有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したものであり、各粒子(微粒子)は化学的に表面処理されて作製される。
一般的に、微粒子の表面処理に関しては種々の方法があり、化学的に表面処理する場合についても種々の反応がある。有機顔料では、例えば、カーボンブラック等の場合、ジアゾニウム反応やフリーデルクラフツアルキル化反応、フリーデルクラフツアシル化反応などが挙げられる。無機顔料では、シランカップリング反応などがあり、酸化チタンの表面処理を行う場合などに多く用いられている。
以下に、限定するものではないが、本発明の負帯電カーボンブラック粒子、及び正帯電酸化チタン粒子の表面処理方法について説明する。
尚、カーボンブラック粒子及び酸化チタン粒子の表面官能基等に関しては後述する。
[4] Preparation Method of Electrophoretic Particles Anion-charged graft carbon black particles (negatively charged carbon black particles) and cation-charged grafted titanium oxide particles (positively charged titanium oxide particles) of the present invention are provided by an organic group. At the same time, the graft polymer chain is bonded, and each particle (fine particle) is produced by chemical surface treatment.
In general, there are various methods for the surface treatment of fine particles, and there are various reactions in the case of chemical surface treatment. Examples of the organic pigment include, for example, carbon black, diazonium reaction, Friedel-Crafts alkylation reaction, Friedel-Crafts acylation reaction, and the like. Inorganic pigments include silane coupling reactions and are often used for surface treatment of titanium oxide.
The surface treatment method for the negatively charged carbon black particles and the positively charged titanium oxide particles of the present invention will be described below, although not limited thereto.
The surface functional groups of the carbon black particles and titanium oxide particles will be described later.

(4−1)負帯電カーボンブラック粒子の表面処理
ジアゾニウム化合物を経由して、ジアゾカップリング反応によりカーボンブラック粒子の表面にニトロ基又はスルホン基を有する有機団を付与する。尚、重合性官能基を有する有機団を付与する場合も同様である。
(a)ジアゾニウム化合物
ジアゾニウム化合物は、ジアゾ化により得られ、分子内に[−N+≡N]置換基を含む有機窒素化合物である。ジアゾ化とは、一級アミン化合物に亜硝酸(HNO2)、又は亜硝酸エステル(RONO)などを作用させ、対応するジアゾニウム化合物を得る反応である。
一級アミン化合物としては、次のようなアリールアミン化合物がある。
〈1〉4−ビニルアニリン
〈2〉p−アミノ安息香酸
〈3〉スルファニル酸
〈4〉4−ニトロアニリン
〈5〉4−アミノ−3−ニトロ安息香酸
〈6〉4−ニトロアニリン−2−スルホン酸ナトリウム
(b)ジアゾカップリング反応
芳香族ジアゾニウム塩は、電子供与性基を持つアミノアリール化合物あるいはフェノール化合物のパラ位に求電子的な攻撃を行い、シグマ錯体を経由する芳香族求電子置換反応により、[−N+≡N]のN末端とアリールがカップリングしたアゾ化合物(アゾベンゼンの誘導体)を与える。この反応はジアゾカップリングとも呼ばれる。
(4-1) Surface treatment of negatively charged carbon black particles An organic group having a nitro group or a sulfone group is imparted to the surface of the carbon black particles by a diazo coupling reaction via a diazonium compound. The same applies to the case of providing an organic group having a polymerizable functional group.
(A) Diazonium Compound The diazonium compound is an organic nitrogen compound obtained by diazotization and containing a [—N + ≡N] substituent in the molecule. Diazotization is a reaction in which a primary amine compound is reacted with nitrous acid (HNO 2 ) or nitrite ester (RONO) to obtain a corresponding diazonium compound.
Examples of the primary amine compound include the following arylamine compounds.
<1> 4-vinylaniline <2> p-aminobenzoic acid <3> sulfanilic acid <4> 4-nitroaniline <5> 4-amino-3-nitrobenzoic acid <6> 4-nitroaniline-2-sulfone Sodium acid (b) Diazo coupling reaction Aromatic diazonium salts perform an electrophilic attack on the para-position of an aminoaryl compound or phenol compound having an electron-donating group, and an aromatic electrophilic substitution reaction via a sigma complex Gives an azo compound (azobenzene derivative) in which the N terminal of [—N + ≡N] and aryl are coupled. This reaction is also called diazo coupling.

(4−2)正帯電酸化チタン粒子の表面処理
本発明のカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子(正帯電酸化チタン粒子)は、酸化チタン粒子表面にアミノ基とシリル基を有する有機団及び重合性官能基とシリル基を有する有機団が付与されるか、あるいはアミノ基とシリル基と重合性官能基を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したものであり、各粒子(微粒子)は化学的に表面処理されて作製される。
前記付与される有機団として、重合性官能基(重合性基)に、ビニル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、及びスチリル基から選択される官能基の一つを有するシランカップリング剤が好ましく用いられる。即ち、正帯電の酸化チタン粒子は、一般的に、粒子の表面に、ビニル基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基から選ばれる官能基の一つを有するシランカップリング剤を用いて重合性基を付与し、更に、アミノ基を有するシランカップリング剤を用いてカチオン性の官能基を付与し、重合性基に反応性モノマーを用いて重合反応によりグラフト化し、グラフトポリマー鎖を結合して作製する。
(4-2) Surface Treatment of Positively Charged Titanium Oxide Particles The cationically charged grafted titanium oxide particles (positively charged titanium oxide particles) of the present invention are composed of an organic group having an amino group and a silyl group on the surface of the titanium oxide particles and polymerizable. Each particle (fine particle) is provided with an organic group having a functional group and a silyl group, or an organic group having an amino group, a silyl group, and a polymerizable functional group and a graft polymer chain bonded thereto. Is produced by chemical surface treatment.
As the organic group to be imparted, a silane coupling agent having one of functional groups selected from a vinyl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, and a styryl group as a polymerizable functional group (polymerizable group) is preferably used. . That is, the positively charged titanium oxide particles generally have a polymerizable group using a silane coupling agent having one of functional groups selected from a vinyl group, a styryl group, a methacryloxy group, and an acryloxy group on the surface of the particle. In addition, a cationic functional group is added using a silane coupling agent having an amino group, a reactive monomer is used for the polymerizable group, grafting is performed by a polymerization reaction, and a graft polymer chain is bonded. To do.

即ち、上記粒子表面に付与されるシリル基を有する有機団(分子)は、シリル化剤〔置換基(例えば、アルコキシ基)を有するシリル化合物〕を用いて、酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層(例えば、酸化アルミニウムや酸化ケイ素からなる被覆層)を介して結合させることができる。この結合は、一般的に図1の模式図に示すような、シリル化剤の官能基と粒子表面の官能基との置換反応によるものであると予想できる。
前記シリル化剤として用いられるシランカップリング剤は、例えば、下記一般式(1)で示すように1つの分子中に異なる官能基を少なくとも2種類有している。
That is, the organic group (molecule) having a silyl group imparted to the particle surface is directly or on the surface of the titanium oxide particle using a silylating agent [a silyl compound having a substituent (for example, an alkoxy group)]. (For example, a coating layer made of aluminum oxide or silicon oxide) can be bonded. This bond can be generally expected to be due to a substitution reaction between the functional group of the silylating agent and the functional group on the particle surface as shown in the schematic diagram of FIG.
The silane coupling agent used as the silylating agent has at least two different functional groups in one molecule as shown by the following general formula (1), for example.

[式(1)中、Xは、前記グラフトポリマー鎖と化学結合するビニル基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基等の重合性官能基、あるいはアミノ基を表す。ORは、酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して化学結合する反応基であり、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ置換を表す。]   [In formula (1), X represents a polymerizable functional group such as a vinyl group, a styryl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, or an amino group that is chemically bonded to the graft polymer chain. OR is a reactive group chemically bonded to the surface of the titanium oxide particle directly or via a coating layer, and represents an alkoxy substitution such as a methoxy group or an ethoxy group. ]

アルコキシ置換シリル基を有するシランカップリング剤は、水により加水分解されてシラノールとなり、部分的に縮合してオリゴマー状態になる。シラノールは無機質表面[酸化チタン粒子や被覆層(酸化アルミニウムや酸化ケイ素等)の表面]に水素結合的に吸着し、無機材料を乾燥処理することで酸化チタン粒子表面もしくは前記被覆層表面の活性基と脱水縮合反応して強固な化学結合を形成する。
シランカップリング剤の具体例としては、例えば、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−N’−(4−ビニルベンジル)エチレンジアミン、N−(ビニルベンジル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−アリル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(N−アリル−2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのカップリング剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
The silane coupling agent having an alkoxy-substituted silyl group is hydrolyzed with water to form silanol and partially condensed into an oligomer state. Silanol is adsorbed to inorganic surfaces [surfaces of titanium oxide particles and coating layers (aluminum oxide, silicon oxide, etc.)] by hydrogen bonding, and the inorganic group is dried to treat active groups on the surface of titanium oxide particles or the surface of the coating layer. And a dehydration condensation reaction to form a strong chemical bond.
Specific examples of the silane coupling agent include, for example, N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -N ′-(4-vinylbenzyl) ethylenediamine, N- (vinylbenzyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane. N-allyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (N-allyl-2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, and the like. These coupling agents may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、シランカップリング剤のうち、分子中にカチオン性の官能基(アミノ基)と重合性官能基(例えば、ビニル基)を同時に有するシリル化合物が好適に用いられる。このような構造を有するシランカップリング剤を用いれば、酸化チタン粒子表面もしくは被覆層表面に化学結合して、カチオン性を呈すると共に重合性官能基を同時に付与することができ、順次反応性モノマーを用いてグラフト重合反応によりグラフトポリマー鎖を結合すれば、酸化チタン粒子の表面処理を一度に行うことができる。   In the present invention, among silane coupling agents, a silyl compound having a cationic functional group (amino group) and a polymerizable functional group (for example, vinyl group) in the molecule is preferably used. If a silane coupling agent having such a structure is used, it can be chemically bonded to the surface of the titanium oxide particles or the coating layer to exhibit cationic properties and simultaneously impart a polymerizable functional group. If the graft polymer chain is bonded by using the graft polymerization reaction, the surface treatment of the titanium oxide particles can be performed at once.

[5]カーボンブラック粒子
次に、カーボンブラック粒子(略、カーボンブラック)の表面官能基及びその形成プロセスに関して述べる。
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、製造方法で分類するのが一般的であり、下記表2に示すように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、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、連続運転ができる。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優れ、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。
[5] Carbon Black Particles Next, the surface functional groups of carbon black particles (substantially, carbon black) and the formation process thereof will be described.
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 types are generally classified according to the production method, and as shown in Table 2 below, they are roughly classified into either pyrolysis of raw material hydrocarbons or incomplete combustion, 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.

上述の様にして作られたカーボンブラックの化学組成は、製造方法、プロセスの条件、原料、水質、品種などで変化するが、およそ炭素95〜99%、酸素〜1.0%、水素0.3〜0.7%、硫黄〜0.7%、灰分(鉄、アルミニウム、ケイ素など)〜1.0%から成ることが知らされている。このうちの酸素含有量は、チャンネルブラックでは例外的に3%前後あり、アセチレンブラック、サーマルブラックはきわめて低い。
カーボンブラックの酸素含有量の簡易評価法としてpH、揮発分が用いられる。カーボンブラックの粒子内部には炭化水素が残留しており、粒子表面には酸素を含んだ各種の官能基が存在する。カーボンブラック表面の各種官能基は、粒子表面に露出した多環芳香族層平面のエッジ部に形成され、フェノール、キノン、カルボキシル、ラクトンなどが主なものである。代表的なカーボンブラックの表面官能基量、と含有物量を下記表3に示す。
表面官能基の測定は、無機、有機塩基類を用いた中和滴定、各種の有機試薬を用いた有機化学的分析手法、X線光電子分光法、赤外分光などの機器分析、カーボンブラックの加熱分解ガス分析による同定のほか広く試みられている。
The chemical composition of the carbon black produced as described above varies depending on the production method, process conditions, raw materials, water quality, varieties, etc., but is approximately 95 to 99% carbon, oxygen to 1.0%, hydrogen 0. It is known to comprise 3 to 0.7%, sulfur to 0.7%, and ash (iron, aluminum, silicon, etc.) to 1.0%. Of these, the oxygen content is exceptionally around 3% for channel black, and extremely low for acetylene black and thermal black.
PH and volatile matter are used as a simple evaluation method for the oxygen content of carbon black. Hydrocarbon remains inside the carbon black particles, and various functional groups containing oxygen exist on the particle surface. Various functional groups on the surface of carbon black are formed at the edge of the plane of the polycyclic aromatic layer exposed on the particle surface, and are mainly phenol, quinone, carboxyl, lactone and the like. Table 3 below shows the surface functional group amount and content of typical carbon black.
Surface functional groups are measured by neutralization titration using inorganic and organic bases, organic chemical analysis methods using various organic reagents, instrumental analysis such as X-ray photoelectron spectroscopy, infrared spectroscopy, and heating of carbon black. In addition to identification by cracked gas analysis, extensive attempts have been made.

カーボンブラックを電気泳動分散体に用いる際の重要な因子は、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基本特性と呼んでいる。
カーボンブラックの3大基本特性
(I)粒子径:粒子径と比表面積
(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
The important factors when using carbon black in the electrophoretic dispersion are the particle size and structure, and the physicochemical properties of the particle surface, which are usually called the three major basic characteristics of carbon black.
Three major basic characteristics of carbon black (I) Particle size: Particle size and specific surface area
(II) Structure: DBP oil supply (ml / 100g) and structure index (III) Surface chemical properties: Volatile content (%) and pH

粒子径と比表面積とは、互いに逆の関係にあり粒子径が大きい粒子の比表面積は小さくなる。電気泳動分散体としては黒色度やメモリー性を得る観点からある程度の粒径が必要であり、一次粒径で20nm以上ある方が好ましい。ストラクチャーの発達はDBP給油量から推定でき、適度なストラクチャーの発達が最適な。ストラクチャーが発達し過ぎていると泳動の妨げや応答速度などに悪い影響をもたらす。   The particle diameter and the specific surface area are opposite to each other, and the specific surface area of the particles having a large particle diameter is small. The electrophoretic dispersion requires a certain particle size from the viewpoint of obtaining blackness and memory properties, and preferably has a primary particle size of 20 nm or more. The development of the structure can be estimated from the amount of DBP refueling, and an appropriate structure development is optimal. If the structure is developed too much, it will have a negative effect on migration and response speed.

表面の化学的特性で規定される揮発分とpHについては、カーボンブラック粒子表面における官能基の存在量を間接的に現すと考えることができ、分散媒[例えば、イソパラフィン系炭化水素溶媒(アイソパー:エクソン化学社製)]中の分散性等に関しては何某かの影響があると考えられる。   The volatile matter and pH defined by the chemical properties of the surface can be considered to indirectly represent the abundance of functional groups on the surface of the carbon black particles, and the dispersion medium [e.g., isoparaffin hydrocarbon solvent (isopar: It is thought that there is some influence on the dispersibility in Exxon Chemical Co.).

カーボンブラックのpHは、以下の測定法によって得られる。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。   The pH of carbon black is obtained by the following measurement method. Weigh 1 to 10 g of carbon black sample in a beaker, add water at a rate of 10 ml per 1 g of sample, cover with a watch glass and boil for 15 minutes (a few drops of ethanol may be added to make the sample easy to wet). 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 placed in this mud, and the pH is measured by JISZ8802 (pH measurement 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.

また、カーボンブラックの揮発分は以下の測定方法によって得られる。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、下記式によって揮発分を算出する。
V=[(WD−WR)/WD]×100
[式中、V:揮発分(%)、WD:乾燥試料の質量(g)、WR:加熱後の試料の質量(g)である。]
Moreover, the volatile matter of carbon black is obtained by the following measuring method. A dry sample of carbon black is packed into a platinum crucible or a porcelain crucible with the same shape and capacity as a drop lid by shaking to a level not exceeding 2 mm, and the 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 To do.
V = [(WD−WR) / WD] × 100
[Wherein, V: volatile content (%), WD: mass (g) of dry sample, WR: mass (g) of sample after heating. ]

本発明に用いるカーボンブラック(カーボンブラック粒子)としては、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。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、#2200B、キャボット社製のMONARCH700、MONARCH800、MONARCH880、MONARCH900、MONARCH1000、MONARCH1300、MONARCH1400、MOGUL−L、REGAL400R、VULCAN XC−72R、コロンビア社製のRAVEN1255、キヤボツト製のREGAL400R、MOGUL L、デグサ社製のColor Black FW1、Color Black FW18、Color Black S170、Color Black S150、Printex U等の市販品が使用でき、更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。   As carbon black (carbon black particles) used in the present invention, one kind or a plurality of kinds of carbon blacks may be used in combination. 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, # 2200B, MONARCH700 manufactured by Cabot Corporation MONARCH800, MONARCH880, MONARCH900, MONARCH1000, MONARCH1300, MONARCH1400, MOGUL-L, REGAL400R, VULCAN XC-72R, Colombia's Raven1255, Color's REGAL400R, MOGUUL1F, Black Commercially available products such as Black S170, Color Black S150, and Printex U can be used, and even those newly manufactured for this purpose can be used.

[6]酸化チタン粒子
白色電気泳動粒子を形成するのに現在、最適な材料は、金属酸化物(及び/又は水酸化物)、特に、チタニア(酸化チタン)粒子である。
酸化チタン粒子は、例えば、アルミナまたはシリカなどの酸化物で被覆することができる。このような被覆物が存在していると、光化学反応(これは、被覆無しの裸のチタニア表面と懸濁流体との間の界面で起こり得る)のような反応を抑制することにより、電気泳動媒体中でのチタニアの安定性が向上すると思われる。これらのチタニア粒子は、1層乃至2層またはそれ以上の層の金属酸化物被覆を有することができる。
例えば、本発明において使用する酸化チタン粒子(チタニア粒子)として、1層のアルミナ被覆及び1層のシリカ被覆層を有するものが好ましく用いられる。即ち、被覆層を有するチタニア粒子では、被覆物によりチタニアが完全に覆われているので、その粒子の表面に付与される有機団やグラフトポリマー鎖の結合において使用される任意の試薬は、主に被覆層の被覆物と反応することになる。
前記酸化チタン粒子(チタニア粒子)の種類として、例えば、商品名、R960、E.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington,Delaware)社製や商品名、タイペークCR−90、平均粒子径:0.25μm石原産業製などが好適なものとして挙げられる。
[6] Titanium oxide particles Currently, the most suitable material for forming white electrophoretic particles is metal oxide (and / or hydroxide), particularly titania (titanium oxide) particles.
The titanium oxide particles can be coated with an oxide such as alumina or silica. In the presence of such a coating, electrophoresis is inhibited by suppressing reactions such as photochemical reactions (which can occur at the interface between the uncoated bare titania surface and the suspending fluid). It appears that the stability of titania in the medium is improved. These titania particles can have one to two or more layers of metal oxide coating.
For example, as the titanium oxide particles (titania particles) used in the present invention, those having one layer of alumina coating and one layer of silica coating are preferably used. That is, in the titania particles having a coating layer, the titania is completely covered by the coating, so that any reagent used in the bonding of the organic groups and graft polymer chains imparted to the surface of the particles is mainly used. It will react with the coating of the coating layer.
Examples of the titanium oxide particles (titania particles) include trade names, R960, E.I. I. Du Pont de Nemours and Company (Wilmington, Delaware), trade name, Type CR-90, average particle size: 0.25 μm, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. are preferable.

[7]電気泳動分散液
本発明の電気泳動分散液は、アニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子とカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子からなる電気泳動粒子が分散媒中に分散されている。ここで用いられる分散媒としては、特に限定されないが、イソパラフィン系炭化水素(エクソン化学株式会社製 Isoper)や変性シリコーンオイル(信越化学工業株式会社製)等の非極性溶媒を用いることができる。
[7] Electrophoretic dispersion liquid In the electrophoretic dispersion liquid of the present invention, electrophoretic particles composed of anion-charged graft carbon black particles and cation-charged graft titanium oxide particles are dispersed in a dispersion medium. Although it does not specifically limit as a dispersion medium used here, Nonpolar solvents, such as an isoparaffin type hydrocarbon (Isson by Exxon Chemical Co., Ltd.) and modified silicone oil (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), can be used.

本発明の電気泳動分散液は、電気泳動粒子の保存安定性を更に向上させるために、分散剤を更に含有してもよい。分散剤としては、分散媒に相溶すると共に電気泳動粒子を安定に分散させることが可能であれば、特に限定されないが、従来公知の顔料用分散剤を用いることができる。   The electrophoretic dispersion of the present invention may further contain a dispersing agent in order to further improve the storage stability of the electrophoretic particles. The dispersant is not particularly limited as long as it is compatible with the dispersion medium and can stably disperse the electrophoretic particles, but a conventionally known pigment dispersant can be used.

上記分散剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル(例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート等)、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(例えば、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等)、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル(例えば、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリエチレングリコールジイソステアレート等)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等)、脂肪族ジエタノールアミド系等のノニオン系界面活性剤を用いることができる。   Examples of the dispersant include sorbitan fatty acid esters (for example, sorbitan monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan sesquioleate, sorbitan trioleate), polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters (for example, polyoxyethylene sorbitan monostearate, Polyoxyethylene sorbitan monooleate, etc.), polyethylene glycol fatty acid esters (eg, polyoxyethylene monostearate, polyethylene glycol diisostearate, etc.), polyoxyethylene alkyl phenyl ethers (eg, polyoxyethylene nonylphenyl ether, poly Nonionic surfactants such as oxyethylene octyl phenyl ether and aliphatic diethanolamides can be used.

また、高分子系分散剤としては、例えば、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ロジン、ウレタン系高分子化合物BYK−160、162、164、182(ビックケミー社製)、ウレタン系分散剤EFKA−47、LP−4050(EFKA社製)、ポリエステル系高分子化合物ソルスパース24000(ゼネカ社製)、脂肪族ジエタノールアミド系高分子化合物ソルスパース17000(ゼネカ社)等が挙げられる。なお、高分子分散剤は、数平均分子量が1000以上であることが好適なものとして挙げられる。   Examples of the polymer dispersant include, for example, styrene-maleic acid resin, styrene-acrylic resin, rosin, urethane polymer compound BYK-160, 162, 164, 182 (manufactured by Big Chemie), urethane dispersant EFKA. -47, LP-4050 (manufactured by EFKA), polyester polymer compound Solsperse 24000 (manufactured by Zeneca), aliphatic diethanolamide polymer compound Solsperse 17000 (Zeneca), and the like. In addition, it is mentioned that the polymer dispersant preferably has a number average molecular weight of 1000 or more.

その他の高分子系分散剤としては、分散媒に溶媒和する部分を形成することが可能なラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、セチルメタクリレート等のモノマー、分散媒に溶媒和しにくい部分を形成することが可能なメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、スチレン、ビニルトルエン等のモノマー及び極性の官能基を有するモノマーのランダム共重合体、特開平3−188469号公報に開示されているグラフト共重合体等が挙げられる。 極性の官能基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、スチレンスルホン酸等の酸性の官能基を有するモノマー;ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ビニルピリジン、ビニルピロリジン、ビニルピペリジン、ビニルラクタム等の塩基性の官能基を有するモノマー;これらの塩;スチレン−ブタジエン共重合体、特開昭60−10263号公報に開示されているスチレンと長鎖アルキルメタクリレートのブロック共重合体等が挙げられる。
中でも、特開平3−188469号公報に開示されているグラフト共重合体が好適なものとして挙げられる。
Other polymeric dispersants include monomers such as lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and cetyl methacrylate that can form a solvated part in the dispersion medium, and a part that is difficult to solvate in the dispersion medium. Random copolymers of monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, styrene, vinyltoluene and monomers having polar functional groups that can be formed, and graft copolymers disclosed in JP-A-3-188469. A polymer etc. are mentioned. Monomers having a polar functional group include monomers having an acidic functional group such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, styrene sulfonic acid; dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, vinylpyridine, Monomers having basic functional groups such as vinylpyrrolidine, vinylpiperidine, vinyllactam; salts thereof; styrene-butadiene copolymers, styrene and long-chain alkyl methacrylates disclosed in JP-A-60-10263 Examples thereof include block copolymers.
Among them, a graft copolymer disclosed in JP-A-3-188469 is preferable.

前記電気泳動粒子含有分散媒中に更に添加される分散剤の量は、電気泳動粒子に対する重量比(分散剤/電気泳動粒子)で、0.05〜5%が好適であり、この範囲とすれば、電気泳動粒子を分散媒中に安定に分散させることができる。
本発明の電気泳動分散液は、前記電気泳動粒子以外にカラー表示や応答性向上のために、染料を含有してもよい。染料としては、特に限定されないが、マクロレックスブルーRR(バイエル社製)等が挙げられる。
The amount of the dispersant further added to the electrophoretic particle-containing dispersion medium is preferably 0.05 to 5% in terms of the weight ratio to the electrophoretic particles (dispersant / electrophoretic particles). For example, the electrophoretic particles can be stably dispersed in the dispersion medium.
In addition to the electrophoretic particles, the electrophoretic dispersion liquid of the present invention may contain a dye for improving color display and responsiveness. Although it does not specifically limit as dye, Macrolex blue RR (made by Bayer) etc. are mentioned.

[8]画像表示媒体
本発明の電気泳動分散液を用いることにより画像表示媒体とすることができる。例えば、少なくとも一方が光透過性である一対の対向配置された導電層(以下、「電極」と呼称することがある。)間に本発明の電気泳動分散液を封入して画像表示媒体とすることができる。本発明の画像表示媒体の構成例について図を参照して説明する。
図2の断面図に、本発明に係る画像表示媒体の第一の構成例を示す。
図2において、画像表示媒体10は、電気泳動分散液11が導電層12及び13の間に挟持されている。電気泳動分散液11は、非極性溶媒11c中にアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子(黒色の粒子)11a及びカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子(白色の粒子)11bが分散されたものであり、電気泳動効果とメモリー効果を併せ持っている。更に、導電層12は、光透過性を有し、導電層13は、光透過性を有してもよいし、有さなくてもよい。また、導電層12及び13は、不図示であるが図2の紙面右半分と左半分に分割して電圧が印加できるように仕切られ画像表示媒体としての機能が発揮できるように構成されている。なお、電気泳動分散液11は、本発明の電気泳動分散液である。
[8] Image display medium An image display medium can be obtained by using the electrophoretic dispersion of the present invention. For example, the electrophoretic dispersion liquid of the present invention is sealed between a pair of opposingly disposed conductive layers (hereinafter sometimes referred to as “electrodes”), at least one of which is light transmissive, to form an image display medium. be able to. A configuration example of the image display medium of the present invention will be described with reference to the drawings.
The first configuration example of the image display medium according to the present invention is shown in the sectional view of FIG.
In FIG. 2, in the image display medium 10, an electrophoretic dispersion liquid 11 is sandwiched between conductive layers 12 and 13. The electrophoretic dispersion liquid 11 is obtained by dispersing anion-charged grafted carbon black particles (black particles) 11a and cation-charged grafted titanium oxide particles (white particles) 11b in a nonpolar solvent 11c. It has both electrophoresis effect and memory effect. Furthermore, the conductive layer 12 has a light transmitting property, and the conductive layer 13 may or may not have a light transmitting property. Although not shown, the conductive layers 12 and 13 are divided so as to be divided into a right half and a left half in FIG. 2 so that a voltage can be applied, so that the functions as an image display medium can be exhibited. . The electrophoresis dispersion liquid 11 is the electrophoresis dispersion liquid of the present invention.

図3の断面図に、本発明に係る画像表示媒体の第二の構成例を示す。なお、図3において、図2と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
画像表示媒体20では、マイクロカプセル21が導電層12及び13の間に挟持されている。
また、マイクロカプセル21は、図4にその拡大断面図を示すように、マイクロカプセル膜21aにより電気泳動分散液11が内包されている。画像表示媒体20は、導電層12又は13上に、電着塗装等によりマイクロカプセル21を単層になるように配置して作製される。
また、マイクロカプセル21は、例えば、電気泳動分散液11を、ゼラチンが溶解されている水中に分散させ、ゼラチンとアラビアゴムのコアセルベートにより内包した後、グルタルアルデヒドにより架橋してマイクロカプセル膜21aを形成することにより作製される。
FIG. 3 is a sectional view showing a second configuration example of the image display medium according to the present invention. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the image display medium 20, the microcapsule 21 is sandwiched between the conductive layers 12 and 13.
Further, as shown in the enlarged sectional view of FIG. 4, the microcapsule 21 contains the electrophoretic dispersion 11 by a microcapsule film 21a. The image display medium 20 is produced by arranging the microcapsules 21 on the conductive layer 12 or 13 so as to form a single layer by electrodeposition coating or the like.
The microcapsule 21 is formed by, for example, dispersing the electrophoretic dispersion 11 in water in which gelatin is dissolved, encapsulating with gelatin and gum arabic coacervate, and then crosslinking with glutaraldehyde to form a microcapsule film 21a. It is produced by doing.

図5の断面図に、本発明に係る画像表示媒体の第三の構成例を示す。
図5において、画像表示媒体30は、透明基板31A及び31B上にそれぞれパターン形成された透明電極32A及び32Bを有し、対向配置された透明電極32A及び32Bの間に、スペーサ33を介して、電気泳動分散液34が封入されている。これにより、電気泳動粒子の凝集や付着による表示ムラの発生を抑制することができる。透明基板31A及び31Bとしては、特に限定されないが、フィルム等を用いることができる。また、電気泳動分散液34は、非極性溶媒中に白色と黒色の粒子が分散されている。また、スペーサ33としては、特に限定されないが、メッシュ状又は多孔質状の有孔スペーサを用いることができる。
The sectional view of FIG. 5 shows a third configuration example of the image display medium according to the present invention.
In FIG. 5, an image display medium 30 has transparent electrodes 32A and 32B patterned on transparent substrates 31A and 31B, respectively, and a spacer 33 is interposed between the transparent electrodes 32A and 32B arranged to face each other. An electrophoresis dispersion liquid 34 is enclosed. Thereby, generation | occurrence | production of the display nonuniformity by aggregation of electrophoretic particle and adhesion | attachment can be suppressed. Although it does not specifically limit as transparent substrate 31A and 31B, A film etc. can be used. Further, in the electrophoretic dispersion liquid 34, white and black particles are dispersed in a nonpolar solvent. In addition, the spacer 33 is not particularly limited, but a mesh or porous perforated spacer can be used.

次に、画像表示媒体30に画像を表示させる動作を説明する。まず、透明電極32A及び32Bにそれぞれ正及び負の電圧を印加すると、黒色の粒子は、静電引力により透明電極32Aに付着し、白色の粒子は、静電引力により透明電極32Bに付着し、画像表示媒体30を上方から見ると、黒色が観測される。一方、透明電極32A及び32Bにそれぞれ負及び正の電圧を印加すると、白色の粒子は、静電引力により透明電極32Aに付着し、黒色の粒子は、静電引力により透明電極32Bに付着し、画像表示媒体30を上方から見ると、白色が観測される。以上のようにして、画像表示媒体30に可逆的に画像を表示させることができるため、画像表示媒体30を繰り返し使用することができる。   Next, an operation for displaying an image on the image display medium 30 will be described. First, when positive and negative voltages are applied to the transparent electrodes 32A and 32B, black particles adhere to the transparent electrode 32A due to electrostatic attraction, and white particles adhere to the transparent electrode 32B due to electrostatic attraction. When the image display medium 30 is viewed from above, black is observed. On the other hand, when negative and positive voltages are applied to the transparent electrodes 32A and 32B, respectively, white particles adhere to the transparent electrode 32A due to electrostatic attraction, and black particles adhere to the transparent electrode 32B due to electrostatic attraction. When the image display medium 30 is viewed from above, white is observed. As described above, since the image can be displayed reversibly on the image display medium 30, the image display medium 30 can be used repeatedly.

図6の斜視図に、本発明に係る画像表示媒体の第四の構成例を示す。
図6において、画像表示媒体40は、シート状で折り曲げが可能であるため、折り畳み状態での携帯することができる。
The perspective view of FIG. 6 shows a fourth configuration example of the image display medium according to the present invention.
In FIG. 6, the image display medium 40 can be folded in a sheet shape, and thus can be carried in a folded state.

本発明の画像表示媒体を用いることにより画像表示装置を構成することができる。
図7の斜視図に本発明に係る画像表示装置の一例を示す。
図7において、画像表示装置50は、画像表示媒体10をフラット画面で使用したものであり、入力部51から画像情報を入力することにより画像を表示させることができる。
An image display device can be configured by using the image display medium of the present invention.
An example of an image display device according to the present invention is shown in the perspective view of FIG.
In FIG. 7, the image display device 50 uses the image display medium 10 on a flat screen, and can display an image by inputting image information from the input unit 51.

以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。なお、部は、重量部を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by a following example. In addition, a part means a weight part.

以下の合成例に示すグラフト量の測定は次の熱重量分析により行った。
[熱重量分析]
熱重量分析は、TGA−50H(島津製作所社製)を用いて、乾燥した試料を白金セルに約20mg入れて開始した。次に、窒素雰囲気中、20℃/分で室温から600℃まで昇温した後、600℃で10分間保持し、600℃に到達した3分後に雰囲気を空気に切り替え、冷却した。このとき、窒素雰囲気中でポリマーが熱分解した。
The graft amount shown in the following synthesis examples was measured by the following thermogravimetric analysis.
[Thermogravimetric analysis]
Thermogravimetric analysis was started using TGA-50H (manufactured by Shimadzu Corporation) by putting about 20 mg of the dried sample into a platinum cell. Next, after raising the temperature from room temperature to 600 ° C. at 20 ° C./min in a nitrogen atmosphere, the temperature was held at 600 ° C. for 10 minutes, and after 3 minutes reaching 600 ° C., the atmosphere was switched to air and cooled. At this time, the polymer thermally decomposed in a nitrogen atmosphere.

実施例及び比較例に用いる下記電気泳動粒子を合成した。
[AGT]:アミノ基とシリル基と重合性官能基(ビニル基)を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子〔略称;アミノ基付加グラフト酸化チタン[AGT]〕
[GT]:カチオン荷電性基(アミノ基)を持たず、シリル基と重合性官能基(ビニル基)を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子〔略称;グラフト酸化チタンの合成[GT]〕
[NGC]:ニトロ基を有する有機団及び重合性官能基(ビニル基)を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子〔略称;ニトロ基付加グラフトカーボンブラック[NGC]〕
[SGC]:スルホン基を有する有機団及び重合性官能基(ビニル基)を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子〔略称:スルホン基付加グラフトカーボンブラック[SGC]〕
The following electrophoretic particles used in Examples and Comparative Examples were synthesized.
[AGT]: Cationic chargeable grafted titanium oxide particles to which an organic group having an amino group, a silyl group, and a polymerizable functional group (vinyl group) is added and graft polymer chains are bonded [abbreviation: amino group-added grafted titanium oxide] [AGT]]
[GT]: Cation-charged grafted titanium oxide particles that do not have a cationically charged group (amino group), are provided with an organic group having a silyl group and a polymerizable functional group (vinyl group), and have graft polymer chains bonded [Abbreviation: Synthesis of grafted titanium oxide [GT]]
[NGC]: Anion-charged graft carbon black particles to which an organic group having a nitro group and an organic group having a polymerizable functional group (vinyl group) are added and a graft polymer chain is bonded [abbreviation: nitro group-added graft carbon] Black [NGC]
[SGC]: Anion-charged graft carbon black particles to which an organic group having a sulfone group and an organic group having a polymerizable functional group (vinyl group) are added and a graft polymer chain is bonded [abbreviation: sulfone group-added graft carbon] Black [SGC]

[アミノ基付加グラフト酸化チタン[AGT]の合成]
(a)アミノ基及びビニル基を有する有機団を付与した酸化チタンの合成
1Lのガラス製の反応容器にエタノール600g、酸化チタンR−960(Dupont社製)、50gを投入して150rpmで攪拌しながら、N-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]-N’-(4-ビニルベンジル)エチレンジアミン10.0gをメタノール100gに溶解させた溶液を、60分程度で滴下した後、60℃で4時間攪拌した。次に、室温に戻して攪拌して得られた分散物を10000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた白色粉体にエタノール400mLを投入して攪拌し再分散させた後、10000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた白色粉体を一夜間放置し、乾燥した後、70℃で4時間真空乾燥し、表面処理酸化チタンが得られた。
以上の方法により、シリル基を介して酸化チタンの表面にビニル基とアミノ基を有する有機団を導入した。
[Synthesis of amino group-added grafted titanium oxide [AGT]]
(A) Synthesis of titanium oxide provided with an organic group having an amino group and a vinyl group 600 g of ethanol, titanium oxide R-960 (manufactured by Dupont) and 50 g were charged into a 1 L glass reaction vessel and stirred at 150 rpm. However, a solution prepared by dissolving 10.0 g of N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -N ′-(4-vinylbenzyl) ethylenediamine in 100 g of methanol was added dropwise in about 60 minutes, and then 4 ° C. at 60 ° C. Stir for hours. Next, the dispersion obtained by returning to room temperature and stirring was centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes and decanted. The obtained white powder was charged with 400 mL of ethanol, stirred and redispersed, and then centrifuged at 10000 rpm for 30 minutes and decanted. The obtained white powder was allowed to stand overnight and dried, followed by vacuum drying at 70 ° C. for 4 hours to obtain surface-treated titanium oxide.
By the above method, an organic group having a vinyl group and an amino group was introduced onto the surface of titanium oxide via a silyl group.

(b)酸化チタン粒子表面へのグラフトポリマー鎖の導入(アミノ基付加グラフト酸化チタンの合成)
次に、1Lの加圧反応容器にラウリルメタクリレート25.0g、パラフィン炭化水素 ネオチオゾール(中央化成社製)160.0g、予め粉砕した前述のビニル基とアミノ基を有する有機団が導入されたカチオン性酸化チタン25.0g、AIBN0.250gを投入して窒素置換を行い、0.1Mpaに窒素で加圧した後、300rpmで攪拌しながら、30分間分散を行った。その後、1時間程度で75℃まで加熱し、75℃で7時間攪拌した。次に、室温に戻して攪拌して得られた分散物を10000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた白色粉体にイソオクタン300mLを投入して攪拌し再分散させた後、10000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションする操作を計2回繰り返した。更に、一夜間放置し、乾燥した後、70℃で4時間真空乾燥し、アミノ基付加グラフト酸化チタン[AGT]が得られた。なお、アミノ基付加グラフト酸化チタン[AGT]を熱重量分析すると、重量減少が9.4%であった。
(B) Introduction of graft polymer chain onto titanium oxide particle surface (synthesis of amino group-added grafted titanium oxide)
Next, a cationic reaction vessel in which 25.0 g of lauryl methacrylate, 160.0 g of paraffin hydrocarbon neothiozole (manufactured by Chuo Kasei Co., Ltd.) and a previously pulverized organic group having a vinyl group and an amino group were introduced into a 1 L pressurized reaction vessel. Nitrogen substitution was performed by adding 25.0 g of titanium oxide and 0.250 g of AIBN. After pressurizing with 0.1 Mpa with nitrogen, dispersion was performed for 30 minutes while stirring at 300 rpm. Then, it heated to 75 degreeC in about 1 hour, and stirred at 75 degreeC for 7 hours. Next, the dispersion obtained by returning to room temperature and stirring was centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes and decanted. The obtained white powder was charged with 300 mL of isooctane, stirred and redispersed, and then centrifuged at 10000 rpm for 30 minutes and decanted twice. Furthermore, after standing overnight and drying, it was vacuum dried at 70 ° C. for 4 hours to obtain amino group-added grafted titanium oxide [AGT]. The thermogravimetric analysis of amino group-added grafted titanium oxide [AGT] showed a weight loss of 9.4%.

[グラフト酸化チタンの合成[GT]の合成]
(a)荷電性基を持たず、ビニル基を有する有機団を付与した酸化チタンの合成
1Lのガラス製の反応容器にエタノール300.0g、脱イオン水20.0gを投入して150rpmで攪拌しながら、酢酸を滴下し、pH4.5に調整した。次に、酸化チタンR−960(Dupont社製)200gを投入して150rpmで30分攪拌した後、3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート20gをエタノール80gに溶解させた溶液を、1時間程度で滴下した後、60℃で4時間攪拌した。次に、室温に戻して攪拌して得られた分散物を5000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた白色粉体にエタノール400mLを投入して攪拌し再分散させ後、得られた分散物を5000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた白色粉体を一夜間放置し、乾燥した後、70℃で4時間真空乾燥し、荷電性基(アミノ基)を持たず、ビニル基を有する有機団を付加した表面処理酸化チタンが得られた。
[Synthesis of grafted titanium oxide [GT]]
(A) Synthesis of titanium oxide having no chargeable group and having an organic group having a vinyl group Into a 1 L glass reaction vessel, 300.0 g of ethanol and 20.0 g of deionized water were added and stirred at 150 rpm. Then, acetic acid was added dropwise to adjust the pH to 4.5. Next, after adding 200 g of titanium oxide R-960 (manufactured by Dupont) and stirring at 150 rpm for 30 minutes, a solution in which 20 g of 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate was dissolved in 80 g of ethanol was added in about 1 hour. After dropping, the mixture was stirred at 60 ° C. for 4 hours. Next, the dispersion obtained by returning to room temperature and stirring was centrifuged at 5000 rpm for 30 minutes and decanted. The obtained white powder was charged with 400 mL of ethanol, stirred and redispersed, and then the obtained dispersion was centrifuged at 5000 rpm for 30 minutes and decanted. The obtained white powder was left to stand overnight, dried, and then vacuum-dried at 70 ° C. for 4 hours to obtain a surface-treated titanium oxide having no chargeable group (amino group) and having an organic group having a vinyl group added thereto. Obtained.

(b)酸化チタン粒子表面へのグラフトポリマー鎖の導入(グラフト酸化チタンの合成)
次に、1Lの加圧反応容器にラウリルメタクリレート100.0g、パラフィン炭化水素 ネオチオゾール(中央化成社製)300.0g、予め粉砕した前記表面処理酸化チタン96.0g、AIBN 0.600gを投入して窒素置換を行い、0.1Mpaに窒素で加圧した後、300rpmで攪拌しながら、30分間分散を行った。その後1時間程度で75℃まで加熱し、75℃で7時間攪拌した。次に、室温に戻して攪拌して得られた分散物を10000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた白色粉体にイソオクタン600mL投入して攪拌し、再分散させた後、10000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションする操作を計2回繰り返した。更に、一夜間放置し、乾燥した後、70℃で4時間真空乾燥し、荷電性基のないグラフト酸化チタン[GT]
が得られた。なお、グラフト酸化チタンを熱重量分析すると、重量減少が9.3%であった。
(B) Introduction of graft polymer chain onto titanium oxide particle surface (synthesis of grafted titanium oxide)
Next, 100.0 g of lauryl methacrylate, 300.0 g of paraffin hydrocarbon neothiozole (manufactured by Chuo Kasei Co., Ltd.), 96.0 g of the above-mentioned surface-treated titanium oxide, and 0.600 g of AIBN were put into a 1 L pressurized reaction vessel. After nitrogen substitution and pressurization with nitrogen to 0.1 MPa, dispersion was performed for 30 minutes while stirring at 300 rpm. Thereafter, the mixture was heated to 75 ° C. in about 1 hour and stirred at 75 ° C. for 7 hours. Next, the dispersion obtained by returning to room temperature and stirring was centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes and decanted. The obtained white powder was charged with 600 mL of isooctane, stirred and redispersed, and then centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes and decanted twice. Furthermore, after standing overnight and drying, it is vacuum dried at 70 ° C. for 4 hours, and grafted titanium oxide [GT] having no chargeable group.
was gotten. When the grafted titanium oxide was subjected to thermogravimetric analysis, the weight loss was 9.3%.

[ニトロ基付加グラフトカーボンブラック[NGC]の合成]
(a)ニトロ基及びビニル基を有する有機団を付与したカーボンブラックの合成
4Lのガラス製の反応容器に脱イオン水3.0Lを投入して250rpmで攪拌しながら、カーボンブラックPrintex A(Degussa社製):比表面積45m2 /g、DBP給油量118ml/100g、A(Degussa社製)、比表面積45m2 /g、DBP給油量118ml/100g、115gを投入した。次に、37%塩酸を3.0mL投入した後、4−ビニルアニリン2.5gを投入し、65℃で30分間以上攪拌した。更に、亜硝酸ナトリウム1.43gを脱イオン水10mLに溶解させた溶液を、1時間程度で滴下し、65℃で3時間攪拌した。次に、室温に戻して一夜間攪拌して得られた分散物を30000rpmで20分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた黒色粉体に脱イオン水500mLを投入して攪拌し、再分散させた後、30000rpmで20分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた黒色粉体を一夜間放置し、乾燥した後、40℃で4時間真空乾燥し、ビニル基を有する有機団が付与されたカーボンブラックが得られた。
次に、このビニル基を有する有機団を付与したカーボンブラック100gを用いて、4−ビニルアニリンの代わりに4−ニトロアニリンを用いて、前述の操作と同様に行い、更にニトロ基を付加し、ニトロ基を有する有機団及びビニル基を有する有機団を付与した表面処理カーボンブラックが得られた。
[Synthesis of nitro group-added graft carbon black [NGC]]
(A) Synthesis of carbon black provided with an organic group having a nitro group and a vinyl group Carbon black Printex A (Degussa, Inc.) was charged into a 4 L glass reaction vessel with 3.0 L of deionized water and stirred at 250 rpm. Manufactured): specific surface area 45 m 2 / g, DBP oil supply amount 118 ml / 100 g, A (manufactured by Degussa), specific surface area 45 m 2 / g, DBP oil supply amount 118 ml / 100 g, 115 g were charged. Next, after adding 3.0 mL of 37% hydrochloric acid, 2.5 g of 4-vinylaniline was added and stirred at 65 ° C. for 30 minutes or more. Further, a solution obtained by dissolving 1.43 g of sodium nitrite in 10 mL of deionized water was dropped in about 1 hour and stirred at 65 ° C. for 3 hours. Next, the dispersion obtained by returning to room temperature and stirring overnight was centrifuged at 30000 rpm for 20 minutes and decanted. The resulting black powder was charged with 500 mL of deionized water, stirred and redispersed, then centrifuged at 30000 rpm for 20 minutes and decanted. The resulting black powder was allowed to stand overnight, dried, and then vacuum dried at 40 ° C. for 4 hours to obtain carbon black provided with an organic group having a vinyl group.
Next, using 100 g of carbon black to which an organic group having a vinyl group was added, using 4-nitroaniline instead of 4-vinylaniline, the same operation as described above was performed, and a nitro group was further added. A surface-treated carbon black provided with an organic group having a nitro group and an organic group having a vinyl group was obtained.

(b)表面処理カーボンブラックへのグラフトポリマー鎖の導入(ニトロ基付加グラフトカーボンブラック)
次に、1Lのガラス製の反応容器に前記表面処理カーボンブラック50g、トルエン100mL、2−エチルヘキシルメタクリレート100mL、AIBN 0.65gを投入した。次いで、250rpmで攪拌しながら、20分間窒素置換し、1時間程度で70℃まで加熱した後、7時間攪拌し、室温まで冷却した。更に、THF500mLを投入して攪拌したものを、3Lのメタノール中に再沈させ、吸引濾過した。得られた残渣にTHF1.5Lを投入して攪拌し、再分散させた後、10℃に冷却し、30000rpmで20分間遠心分離し、デカンテーションする操作を計3回繰り返した。更に、一夜間放置し、70℃で4時間真空乾燥し、ニトロ基付加グラフトカーボンブラック[NGC]が得られた。なお、得られたニトロ基付加グラフトカーボンブラック[NGC]を熱重量分析すると、重量減少が8.3%であった。
(B) Introduction of graft polymer chain into surface-treated carbon black (nitro group-added graft carbon black)
Next, 50 g of the surface-treated carbon black, 100 mL of toluene, 100 mL of 2-ethylhexyl methacrylate, and 0.65 g of AIBN were charged into a 1 L glass reaction vessel. Next, while stirring at 250 rpm, the atmosphere was replaced with nitrogen for 20 minutes, heated to 70 ° C. for about 1 hour, stirred for 7 hours, and cooled to room temperature. Further, 500 mL of THF was added and stirred, and then reprecipitated in 3 L of methanol, and suction filtered. The obtained residue was stirred and redispersed in 1.5 L of THF, then cooled to 10 ° C., centrifuged at 30000 rpm for 20 minutes, and decanted three times in total. Furthermore, it was left to stand overnight and vacuum dried at 70 ° C. for 4 hours to obtain nitro group-added graft carbon black [NGC]. The obtained nitro group-added graft carbon black [NGC] was subjected to thermogravimetric analysis. As a result, the weight loss was 8.3%.

[スルホン基付加グラフトカーボンブラック[SGC]の合成]
(a)スルホン基及びビニル基を有する有機団を付与したカーボンブラックの合成
前述と同様の方法を用いて、4−ニトロアニリンの代わりにスルファニル酸を用いて、スルホン基を付加したグラフトカーボンブラックを合成した。
即ち、4Lのガラス製の反応容器に脱イオン水3.0Lを投入して250rpmで攪拌しながら、カーボンブラックPrintex A(Degussa社製):比表面積45m2 /g、DBP給油量118ml/100g、A(Degussa社製)、比表面積45m2 /g、DBP給油量118ml/100g、115gを投入した。次に、37%塩酸を3.0mL投入した後、4−ビニルアニリン2.5gを投入し、65℃で30分間以上攪拌した。更に、亜硝酸ナトリウム1.43gを脱イオン水10mLに溶解させた溶液を、1時間程度で滴下し、65℃で3時間攪拌した。次に、室温に戻して一夜間攪拌して得られた分散物を30000rpmで20分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた黒色粉体に脱イオン水500mLを投入して攪拌し、再分散させた後、30000rpmで20分間遠心分離し、デカンテーションした。得られた黒色粉体を一夜間放置し、乾燥した後、40℃で4時間真空乾燥し、ビニル基を有する有機団が付与されたカーボンブラックが得られた。
次に、このビニル基を付加したカーボンブラック100gを用いて、4−ビニルアニリンの代わりにスルファニル酸を用いて、前述の操作と同様に行い、更にスルホン基を付加し、スルホン基を有する有機団及びビニル基を有する有機団を付与した表面処理カーボンブラックが得られた。
[Synthesis of sulfone group-added graft carbon black [SGC]]
(A) Synthesis of carbon black provided with an organic group having a sulfone group and a vinyl group Using the same method as described above, a grafted carbon black having a sulfone group added thereto using sulfanilic acid instead of 4-nitroaniline. Synthesized.
That is, while adding 3.0 L of deionized water into a 4 L glass reaction vessel and stirring at 250 rpm, carbon black Printex A (manufactured by Degussa): specific surface area 45 m 2 / g, DBP oil supply 118 ml / 100 g, A (Manufactured by Degussa), specific surface area 45 m @ 2 / g, DBP oil supply 118 ml / 100 g, 115 g were charged. Next, after adding 3.0 mL of 37% hydrochloric acid, 2.5 g of 4-vinylaniline was added and stirred at 65 ° C. for 30 minutes or more. Further, a solution obtained by dissolving 1.43 g of sodium nitrite in 10 mL of deionized water was dropped in about 1 hour and stirred at 65 ° C. for 3 hours. Next, the dispersion obtained by returning to room temperature and stirring overnight was centrifuged at 30000 rpm for 20 minutes and decanted. The resulting black powder was charged with 500 mL of deionized water, stirred and redispersed, then centrifuged at 30000 rpm for 20 minutes and decanted. The resulting black powder was allowed to stand overnight, dried, and then vacuum dried at 40 ° C. for 4 hours to obtain carbon black provided with an organic group having a vinyl group.
Next, using 100 g of the carbon black to which the vinyl group has been added, using sulfanilic acid in place of 4-vinylaniline, the same operation as described above is performed, and a sulfone group is further added to form an organic group having a sulfone group. And the surface treatment carbon black which provided the organic group which has a vinyl group was obtained.

(b)表面処理カーボンブラックへのグラフトポリマー鎖の導入(ニトロ基付加グラフトカーボンブラック)
次に、1Lのガラス製の反応容器に前記スルホン基を有する有機団及びビニル基を有する有機団を付与した表面処理カーボンブラック50g、トルエン100mL、2−エチルヘキシルメタクリレート100mL、AIBN 0.65gを投入した。
次に、250rpmで攪拌しながら、20分間窒素置換し、1時間程度で70℃まで加熱した後、7時間攪拌し、室温まで冷却した。更に、THF500mLを投入して攪拌したものを、3Lのメタノール中に再沈させ、吸引濾過した。得られた残渣にTHF1.5Lを投入して攪拌し、再分散させた後、10℃に冷却し、30000rpmで20分間遠心分離し、デカンテーションする操作を計3回繰り返した。更に、一夜間放置し、70℃で4時間真空乾燥し、スルホン基付加グラフトカーボンブラック[SGC]が得られた。なお、得られたスルホン基付加グラフトカーボンブラック[SGC]を熱重量分析すると、重量減少が8.0%であった。
(B) Introduction of graft polymer chain into surface-treated carbon black (nitro group-added graft carbon black)
Next, 50 g of surface-treated carbon black provided with the organic group having a sulfone group and an organic group having a vinyl group, 100 mL of toluene, 100 mL of 2-ethylhexyl methacrylate, and 0.65 g of AIBN were charged into a 1 L glass reaction vessel. .
Next, while stirring at 250 rpm, the atmosphere was replaced with nitrogen for 20 minutes, heated to 70 ° C. for about 1 hour, stirred for 7 hours, and cooled to room temperature. Further, 500 mL of THF was added and stirred, and then reprecipitated in 3 L of methanol, and suction filtered. The obtained residue was stirred and redispersed in 1.5 L of THF, then cooled to 10 ° C., centrifuged at 30000 rpm for 20 minutes, and decanted three times in total. Furthermore, it was left to stand overnight and vacuum dried at 70 ° C. for 4 hours to obtain sulfone group-added graft carbon black [SGC]. When the obtained sulfone group-added graft carbon black [SGC] was subjected to thermogravimetric analysis, the weight loss was 8.0%.

[実施例1]
下記処方により各組成分を混合し、超音波で1時間分散して実施例1の電気泳動分散液を得た。
〈電気泳動分散液の処方〉
ニトロ基付加グラフトカーボンブラック[NGC]:1.7部
アミノ基付加グラフト酸化チタン[AGT]:40部
分散剤〔Solsperse 17000(アビシア社製)〕:0.47部
ノニオン系界面活性剤〔ソルビタントリオレート(和光純薬社製)〕:0.53部
アイソパーG(エクソンモービル社製):57.3部
[Example 1]
Each composition was mixed according to the following formulation, and dispersed for 1 hour with an ultrasonic wave to obtain an electrophoretic dispersion of Example 1.
<Formulation of electrophoretic dispersion>
Nitro group-added graft carbon black [NGC]: 1.7 parts Amino group-added graft titanium oxide [AGT]: 40 parts Dispersant [Solsperse 17000 (manufactured by Avicia)]: 0.47 parts Nonionic surfactant [Sorbitan trio Rate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)]: 0.53 parts Isopar G (manufactured by ExxonMobil): 57.3 parts

[実施例2]
実施例1において、ニトロ基付加グラフトカーボンブラック[NGC]を、スルホン基付加グラフトカーボンブラック[SGC]に替えた以外は実施例1と同様にして実施例2の電気泳動分散液を得た。
[Example 2]
The electrophoretic dispersion liquid of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the nitro group-added graft carbon black [NGC] was replaced with the sulfone group-added graft carbon black [SGC].

[比較例1]
実施例1において、アミノ基付加グラフト酸化チタン[AGT]を、荷電性基のないグラフト酸化チタン[GT]に替えた以外は実施例1と同様にして比較例1の電気泳動分散液を得た。
[Comparative Example 1]
The electrophoretic dispersion liquid of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that amino group-added grafted titanium oxide [AGT] was replaced with grafted titanium oxide [GT] having no chargeable group. .

[比較例2]
実施例1において、ニトロ基付加グラフトカーボンブラック[NGC]を、スルホン基付加グラフトカーボンブラック[SGC]に替え、アミノ基付加グラフト酸化チタン[AGT]を、荷電性基のないグラフト酸化チタン[GT]に替えた以外は実施例1と同様にして比較例2の電気泳動分散液を得た。
[Comparative Example 2]
In Example 1, the nitro group-added graft carbon black [NGC] is replaced with the sulfone group-added graft carbon black [SGC], and the amino group-added graft titanium oxide [AGT] is replaced with the grafted titanium oxide [GT] having no chargeable group. An electrophoretic dispersion of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that

実施例1、2及び比較例1、2の各電気泳動分散液中の泳動粒子(カーボンブラック、酸化チタン)の組み合せをまとめて下記表4に示す。   The combinations of the electrophoretic particles (carbon black, titanium oxide) in the electrophoretic dispersions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are shown together in Table 4 below.

上記で得た実施例1、2及び比較例1、2の各電気泳動分散液を一対の対向配置された電極(ITO電極)を備えた画像表示セルに電気泳動分散液を封入して、下記方法により評価した。   Each of the electrophoretic dispersions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 obtained above was sealed in an image display cell equipped with a pair of opposed electrodes (ITO electrodes). The method was evaluated.

[画像表示セルの評価方法及び評価結果]
<実施例1及び実施例2の場合>
画像表示セルの上部のITO電極に15V、下部のITO電極に−15Vを印加すると、実施例1と2の黒色のカーボンブラック粒子はマイナスに帯電しているので上部のITO電極に速やかに移動した。これと逆に、白色の酸化チタン粒子はプラスに帯電しているので下部のITO電極に移動した。このセルを上部のITO電極から観察すれば黒色が観察される。次に、上部のITO電極に−15Vを印加すると、黒色のカーボンブラック粒子は下部のITO電極に速やかに移動し、白色の酸化チタン粒子は上部のITO電極に速やかに移動した。同様に上部から観察すれば白が観察される。
<比較例1及び比較例2の場合>
カーボンブラックはマイナスに帯電しており、帯電基を付けないグラフト酸化チタンも顔料自体が若干マイナスに帯電しているので応答速度は遅くメモリー性はないがITO電極の極性に応じて電気泳動することは可能である。
従って、比較例1と比較例2では、上部のITO電極に15V、下部のITO電極に−15Vを印加すると、黒のカーボンブラック粒子は上部に移動した。これとは逆に、上部のITO電極に−15Vを印加すると、黒の電気泳動粒子は下部に移動した。
[評価結果]
上記電圧の印加切り替えを周波数0.1Hzで100回程度行ったが、実施例1及び実施例2では、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実施例1と実施例2では、電着した状態(メモリー性)を保持していた(図8参照)。図8は実施例における白反射率と黒反射率の時間変化を示している。
これに対し比較例1及び比較例2では、メモリー性が見られなかった(図9参照)。
実施例1、2及び比較例1、2の各電気泳動分散液を封入した画像表示セルの反射率、コントラスト、応答速度、1.5hr(90分)間のメモリー性を、LCD EVALUATION SYSTEM LCD−5000(大塚電子社製)を用いて測定した。評価結果を下記表5に示す。
[Evaluation method and evaluation result of image display cell]
<In the case of Example 1 and Example 2>
When 15V was applied to the upper ITO electrode of the image display cell and -15V was applied to the lower ITO electrode, the black carbon black particles of Examples 1 and 2 were negatively charged and thus moved rapidly to the upper ITO electrode. . On the contrary, since the white titanium oxide particles are positively charged, they moved to the lower ITO electrode. When this cell is observed from the upper ITO electrode, black is observed. Next, when −15 V was applied to the upper ITO electrode, the black carbon black particles quickly moved to the lower ITO electrode, and the white titanium oxide particles quickly moved to the upper ITO electrode. Similarly, white is observed when observed from above.
<In the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2>
Carbon black is negatively charged, and the grafted titanium oxide without a charging group is also slightly negatively charged, so the response speed is slow and there is no memory property, but electrophoresis occurs according to the polarity of the ITO electrode. Is possible.
Therefore, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, when 15 V was applied to the upper ITO electrode and −15 V was applied to the lower ITO electrode, the black carbon black particles moved upward. On the contrary, when -15V was applied to the upper ITO electrode, the black electrophoretic particles moved to the lower part.
[Evaluation results]
The application switching of the voltage was performed about 100 times at a frequency of 0.1 Hz. However, in Example 1 and Example 2, it could be stably repeated. Moreover, even if voltage was removed, in Example 1 and Example 2, the electrodeposited state (memory property) was maintained (see FIG. 8). FIG. 8 shows temporal changes in white reflectance and black reflectance in the example.
In contrast, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 did not show memory properties (see FIG. 9).
LCD EVALUATION SYSTEM LCD- The reflectance, contrast, response speed, and memory performance of 1.5 hr (90 minutes) of the image display cells in which the electrophoretic dispersions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are sealed are shown. Measurement was performed using 5000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The evaluation results are shown in Table 5 below.

以上のように、分散媒中に、カーボンブラック粒子表面にニトロ基又はスルホン基を有する有機団及び重合性官能基を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子と、酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して有機団が付与され、該有機団はシリル基を介するアミノ基又はシリル基を介する重合性官能基であると共にグラフトポリマー鎖が結合したカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子と、を少なくとも含有することによりメモリー性が優れる電気泳動分散液が得られた。   As described above, an anion chargeable graft carbon in which an organic group having a nitro group or a sulfone group and an organic group having a polymerizable functional group are imparted to the surface of the carbon black particle and the graft polymer chain is bonded to the dispersion medium. An organic group is imparted to the black particles and the titanium oxide particle surface directly or through a coating layer, and the organic group is an amino group via a silyl group or a polymerizable functional group via a silyl group and a graft polymer chain is bonded. By containing at least cationically charged grafted titanium oxide particles, an electrophoretic dispersion having excellent memory properties was obtained.

即ち、本発明の電気泳動分散液は、分散安定性が良好で優れたメモリー性を持続でき、高いコントラストが得られるため、書き換えが可能なペーパーライクな画像表示媒体として適用することができ、表示品質、表示動作時の消費電力等の点で優れた画像表示装置を提供することができる。   That is, the electrophoretic dispersion liquid of the present invention can be applied as a rewritable paper-like image display medium because it has good dispersion stability, can maintain excellent memory properties, and provides high contrast. An image display device that is excellent in terms of quality, power consumption during display operation, and the like can be provided.

10、20、30、40 画像表示媒体
11、34 電気泳動分散液
11a 黒色の粒子
11b 白色の粒子
11c 非極性溶媒
12、13 導電層
21 マイクロカプセル
21a マイクロカプセル膜
31A、31B 透明基板
32A、32B 透明電極
33 スペーサ
50 画像表示装置
51 入力部
10, 20, 30, 40 Image display medium 11, 34 Electrophoretic dispersion liquid 11a Black particles 11b White particles 11c Nonpolar solvent 12, 13 Conductive layer 21 Microcapsule 21a Microcapsule film 31A, 31B Transparent substrate 32A, 32B Transparent Electrode 33 Spacer 50 Image display device 51 Input section

特表2004−526210号公表(特許第4188091号公報)JP 2004-526210 Announcement (Japanese Patent No. 4188091) 特表2007−508588号公表Special table 2007-508588 published 特開2006−235137号公報JP 2006-235137 A 特開2006−215381号公報JP 2006-215181 A 特開2003−66494号公報JP 2003-66494 A 特表2004−526199号公表Special table 2004-526199 published 特開2007−225732号公報JP 2007-225732 A 特開2007−79532号公報JP 2007-79532 A 特開2007−231208号公報JP 2007-231208 A 特開2009−9092号公報JP 2009-9092 A 特開2010−20220号公報JP 2010-20220 A

F.A.Waite,J.Oil Col.Chem.Assoc.,54,342(1971)F. A. Waite, J .; Oil Col. Chem. Assoc. , 54, 342 (1971)

Claims (10)

分散媒中に、
カーボンブラック粒子表面にニトロ基又はスルホン基を有する有機団及び重合性官能基を有する有機団が付与されると共にグラフトポリマー鎖が結合したアニオン荷電性のグラフトカーボンブラック粒子と、
酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して有機団が付与され、該有機団はシリル基を介するアミノ基又はシリル基を介する重合性官能基であると共にグラフトポリマー鎖が結合したカチオン荷電性のグラフト酸化チタン粒子と、
を少なくとも含有することを特徴とする電気泳動分散液。
In the dispersion medium,
An anionically charged graft carbon black particle to which an organic group having a nitro group or a sulfone group and an organic group having a polymerizable functional group are imparted to the surface of the carbon black particle and a graft polymer chain is bonded;
An organic group is imparted to the surface of the titanium oxide particle directly or through a coating layer, and the organic group is an amino group via a silyl group or a polymerizable functional group via a silyl group and has a cationic chargeability with a graft polymer chain bound thereto. Grafted titanium oxide particles;
An electrophoretic dispersion characterized by containing at least.
前記重合性官能基が、ビニル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、及びスチリル基から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の電気泳動分散液。   2. The electrophoretic dispersion according to claim 1, wherein the polymerizable functional group is at least one selected from a vinyl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, and a styryl group. 前記ニトロ基又はスルホン基を有する有機団、及び重合性官能基を有する有機団が、アリールアミン化合物を用いてカーボンブラック粒子表面に付与されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気泳動分散液。   The electricity group according to claim 1 or 2, wherein the organic group having the nitro group or the sulfone group and the organic group having a polymerizable functional group are imparted to the surface of the carbon black particles using an arylamine compound. Electrophoretic dispersion. 前記酸化チタン粒子表面に直接又は被覆層を介して付与される有機団が、シランカップリング剤を用いて酸化チタン粒子表面に付与されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電気泳動分散液。   The organic group imparted to the surface of the titanium oxide particles directly or via a coating layer is imparted to the surface of the titanium oxide particles using a silane coupling agent. Electrophoretic dispersion liquid. 前記被覆層が、酸化アルミニウム及び/又は酸化ケイ素からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電気泳動分散液。   The electrophoretic dispersion according to claim 1, wherein the coating layer is made of aluminum oxide and / or silicon oxide. 前記有機団が付与されたカーボンブラック粒子表面に、反応性モノマーを用いて重合反応により前記グラフトポリマー鎖がグラフト化されたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電気泳動分散液。   6. The electrophoretic dispersion according to claim 1, wherein the graft polymer chain is grafted by a polymerization reaction using a reactive monomer on the surface of the carbon black particles provided with the organic group. liquid. 前記有機団が付与された酸化チタン粒子表面に、反応性モノマーを用いて重合反応により前記グラフトポリマー鎖がグラフト化されたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電気泳動分散液。   The electrophoretic dispersion according to any one of claims 1 to 6, wherein the graft polymer chain is grafted by a polymerization reaction using a reactive monomer on the surface of the titanium oxide particles provided with the organic group. liquid. 前記反応性モノマーが、メタクリル酸誘導体又はアクリル酸誘導体であることを特徴とする請求項6又は7に記載の電気泳動分散液。   The electrophoretic dispersion according to claim 6, wherein the reactive monomer is a methacrylic acid derivative or an acrylic acid derivative. 請求項1乃至8のいずれかに記載の電気泳動分散液を有することを特徴とする画像表示媒体。   An image display medium comprising the electrophoretic dispersion according to claim 1. 請求項9に記載の画像表示媒体を用いたことを特徴とする画像表示装置。   An image display device using the image display medium according to claim 9.
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