JP2012173539A - Dispersion liquid for electrophoretic display element - Google Patents

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直彦 斎藤
Shinya Kanbe
慎哉 神戸
Hideo Matsuzaki
英男 松崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion liquid for an electrophoretic display element which is inexpensive, excellent in dispersion stability and response speed and capable of forming a high quality image and an image display device using the same.SOLUTION: A dispersion liquid for an electrophoretic display element is obtained by dispersing pigment particles, which are physically adsorbed on the surface of a graft copolymer having either a nitrogen atom-containing polymer (A) or an acrylic polymer containing (meth)acrylate having an alkyl group having carbon atoms of 8 or more as a constituting monomer unit in the main and side chains, in a nonpolar solvent. The nitrogen atom-containing polymer (A) preferably has a tertiary amino group and/or a quaternary ammonium group and the acrylic polymer (B) preferably has a carboxyl group.

Description

本発明は、電子ペーパー等に用いられる非水分散系顔料スラリーを含む電気泳動表示素子用分散液、並びにこれを用いてなる電気泳動表示素子に関する。   The present invention relates to a dispersion for an electrophoretic display element including a non-aqueous dispersion pigment slurry used for electronic paper and the like, and an electrophoretic display element using the same.

近年、電子ペーパーや電子ブック等の名称で呼ばれるディスプレー及びハードコピーの両方の機能を併せ持った表示媒体が、従来の紙媒体と同様の携帯性を保持し、かつ省スペース及び省電力の利点を有するため盛んに研究されている。
電子ペーパーに用いられる表示媒体としては、電子粉流体型、ツイストボール型、液晶型及び電気泳動型等、様々な方式の電子ペーパーが開発されてきている。これらの中でも電気泳動方式を用いた表示媒体は、表示品質及び表示操作時の消費電力の点で優れており、実際に実用化が進んできている。
In recent years, a display medium having both display and hard copy functions called by names such as electronic paper and electronic book has the same portability as a conventional paper medium, and has the advantages of space saving and power saving. Because of this, it has been actively researched.
As a display medium used for electronic paper, various types of electronic paper such as an electronic powder fluid type, a twist ball type, a liquid crystal type, and an electrophoretic type have been developed. Among these, display media using an electrophoretic method are excellent in terms of display quality and power consumption at the time of display operation, and are actually in practical use.

電気泳動方式の表示媒体には一組の透明電極の間に多数のカプセル又はセルが存在し、それらの中に互いに色及び電荷の異なる複数の電気泳動粒子が分散した分散液(電気泳動性スラリーともいう)が封入してある。この泳動粒子は表面に電荷を有しており、一方又は両方の電極に電圧を印加した場合に、その電荷と異なる電荷を有する泳動粒子が集積するために粒子の色が観察される。電圧印加後、逆の電圧に切り替えた場合には泳動粒子は集積していた電極側から離れて逆の電極側へ集積する。電気泳動方式ではこの変化を利用することにより画像の表示を行うことができる。   In an electrophoretic display medium, a large number of capsules or cells exist between a pair of transparent electrodes, and a dispersion liquid in which a plurality of electrophoretic particles having different colors and charges are dispersed (electrophoretic slurry). (Also called). The electrophoretic particles have a charge on the surface, and when a voltage is applied to one or both electrodes, the electrophoretic particles having a charge different from the charge accumulate, and the color of the particles is observed. When the voltage is switched to the opposite voltage after the voltage application, the migrating particles are separated from the accumulated electrode side and accumulated on the opposite electrode side. In the electrophoresis method, an image can be displayed by utilizing this change.

通常、画像表示媒体に用いられる電気泳動粒子には、電気泳動性に加えて分散媒中での分散安定性が求められる。このような要求を満たす手法として、例えば特許文献1及び2には泳動粒子に分散媒への親和性を付与するために顔料粒子表面にポリマーをグラフト化させた電気泳動粒子が提案されている。また、特許文献3及び4にはあらかじめ作成したポリマーを分散安定剤として顔料粒子表面に吸着させる方法が開示されている。
一方、特許文献5では、シリコーンオイル中において顔料粒子に対して側鎖にポリジメチルシロキサンセグメントを有するグラフトポリマーを吸着させることで分散安定化させる方法が記載されている。
In general, electrophoretic particles used in image display media are required to have dispersion stability in a dispersion medium in addition to electrophoretic properties. As methods for satisfying such requirements, for example, Patent Documents 1 and 2 propose electrophoretic particles in which a polymer is grafted on the surface of pigment particles in order to impart electrophoretic particles with affinity for a dispersion medium. Patent Documents 3 and 4 disclose a method in which a polymer prepared in advance is adsorbed on the surface of pigment particles as a dispersion stabilizer.
On the other hand, Patent Document 5 describes a method of stabilizing dispersion by adsorbing a graft polymer having a polydimethylsiloxane segment in the side chain to pigment particles in silicone oil.

特表2004−526210号公報Special table 2004-526210 gazette 特開2005−352053号公報JP 2005-352053 A 特開2006−259170号公報JP 2006-259170 A 特開2004−67999号公報JP 2004-67999 A 特開2002−338642号公報JP 2002-338642 A

しかしながら、特許文献1及び2に開示される手法は顔料粒子表面への特定の表面処理が必要であり、顔料表面へのポリマーのグラフト化後にも残存モノマー及びグラフト化されなかったポリマーの除去が必要等、操作が煩雑であるという問題があった。また、特許文献3及び4に記載の方法によれば残存モノマーの除去及びポリマーの精製が容易であり、且つ顔料を該ポリマー存在下で単純に粉砕するだけで容易に顔料分散液を得ることができる。ただし、特許文献3に記載のランダムリニアポリマーによる分散剤では分散安定性において不十分な点があり、特許文献4では分散安定剤として用いるブロックポリマーが高価なために工業上の利用が制限されるという問題がある。   However, the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 require a specific surface treatment on the pigment particle surface, and it is necessary to remove the residual monomer and the ungrafted polymer after the polymer is grafted onto the pigment surface. There is a problem that the operation is complicated. Further, according to the methods described in Patent Documents 3 and 4, it is easy to remove the residual monomer and purify the polymer, and easily obtain a pigment dispersion simply by grinding the pigment in the presence of the polymer. it can. However, the dispersion based on the random linear polymer described in Patent Document 3 has insufficient dispersion stability. In Patent Document 4, the block polymer used as the dispersion stabilizer is expensive, so that industrial use is limited. There is a problem.

一方、特許文献5に開示される方法によれば顔料をシリコーンオイル中に安定に分散させることが可能であるが、脂肪族又は芳香族炭化水素溶媒等の安価な分散媒中においては使用できる分散媒が制限されるという問題がある。また、原料に用いられる反応性シリコーンオイルが高価であるため分散剤を安価に得ることが難しい。
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、安価で且つ高品質な画像を有し、応答速度の優れた画像表示媒体を提供することを課題とする。すなわち、汎用的な試薬等により簡便に合成可能であり、分散安定性及び応答速度に優れた電気泳動表示素子用分散液、並びにこれを用いてなる画像表示装置を提供することである。
On the other hand, according to the method disclosed in Patent Document 5, it is possible to stably disperse the pigment in the silicone oil. However, the dispersion can be used in an inexpensive dispersion medium such as an aliphatic or aromatic hydrocarbon solvent. There is a problem that the medium is limited. Moreover, since the reactive silicone oil used as a raw material is expensive, it is difficult to obtain a dispersant at low cost.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an image display medium that has an inexpensive and high-quality image and has an excellent response speed. That is, an object of the present invention is to provide a dispersion for an electrophoretic display element that can be easily synthesized with a general-purpose reagent or the like and has excellent dispersion stability and response speed, and an image display device using the same.

本発明者らは上記課題に対して鋭意検討した結果、特定のグラフト共重合体が表面に吸着した顔料粒子が非極性溶媒中に分散した分散液を用いることが有効であることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that it is effective to use a dispersion in which pigment particles having a specific graft copolymer adsorbed on the surface thereof are dispersed in a nonpolar solvent. Completed the invention.

本発明は以下の通りである。
1.表面にグラフト共重合体が吸着した顔料粒子が非極性溶媒中に分散した分散液を含む電気泳動表示素子用分散液であって、該グラフト共重合体が窒素原子含有重合体(A)と、炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含むアクリル系重合体(B)のうちのいずれか一方を主鎖とし、他方を側鎖とするグラフト共重合体であることを特徴とする電気泳動表示素子用分散液。
2.上記窒素原子含有重合体(A)が3級アミノ基及び/又は4級アンモニウム基を有することを特徴とする、上記1に記載の電気泳動表示素子用分散液。
3.上記窒素原子含有重合体(A)のアミン価が40〜300mgKOH/gであることを特徴とする上記2に記載の電気泳動表示素子用分散液。
4.上記アクリル系重合体(B)がカルボキシル基を有することを特徴とする、上記1〜3のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。
5.上記アクリル系重合体(B)の酸価が1〜80mgKOH/gであることを特徴とする上記4に記載の電気泳動表示素子用分散液。
6.上記アクリル系重合体(B)の重量平均分子量が1000〜40000であることを特徴とする上記1〜5のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。
7.上記グラフト共重合体の重量平均分子量が2000〜80000であることを特徴とする、上記1〜6に記載の電気泳動表示素子用分散液。
8.上記グラフト共重合体における上記窒素含有重合体(A)の割合が、10〜50質量%であることを特徴とする上記1〜7のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。
9.上記グラフト共重合体が、上記窒素原子含有重合体(A)を主鎖とし、上記炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含むアクリル系重合体(B)を側鎖とすることを特徴とする、上記1〜8のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。
10.上記側鎖が末端に重合性不飽和二重結合を有するマクロモノマーに由来するものであることを特徴とする上記9に記載の電気泳動表示素子用分散液。
11.上記グラフト共重合体が、顔料100質量部に対して1〜100質量部の割合で存在していることを特徴とする上記1〜10のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。
12.上記非極性溶媒中に分散した顔料粒子の体積平均粒子径が、0.1〜1.0μmの範囲であることを特徴とする、上記1〜11のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。
13.上記顔料粒子がカーボンブラックであることを特徴とする上記1〜12のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。
14.上記非極性溶媒が、脂肪族炭化水素及び/又は脂肪酸アルキルエステルを含むことを特徴とする上記1〜13のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。
15.上記非極性溶媒が、炭素数10以上かつ25℃における粘度が15mPa・s以下の脂肪酸アルキルエステルであることを特徴とする上記14に記載の電気泳動表示素子用分散液。
16.上記1〜15のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液を含有してなることを特徴とする画像表示素子。
17.上記16に記載の画像表示素子を用いてなる画像表示装置。
The present invention is as follows.
1. A dispersion for an electrophoretic display device comprising a dispersion in which pigment particles having a graft copolymer adsorbed on a surface are dispersed in a nonpolar solvent, wherein the graft copolymer is a nitrogen atom-containing polymer (A), Graft copolymer with one of the acrylic polymers (B) containing a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms as a constituent monomer as the main chain and the other as the side chain A dispersion for electrophoretic display elements, characterized by being a coalescence.
2. 2. The dispersion for an electrophoretic display element according to the above 1, wherein the nitrogen atom-containing polymer (A) has a tertiary amino group and / or a quaternary ammonium group.
3. 3. The dispersion for an electrophoretic display element according to the above 2, wherein the nitrogen atom-containing polymer (A) has an amine value of 40 to 300 mgKOH / g.
4). 4. The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to any one of 1 to 3, wherein the acrylic polymer (B) has a carboxyl group.
5. 5. The dispersion for an electrophoretic display element as described in 4 above, wherein the acrylic polymer (B) has an acid value of 1 to 80 mgKOH / g.
6). The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to any one of 1 to 5 above, wherein the acrylic polymer (B) has a weight average molecular weight of 1000 to 40000.
7). 7. The dispersion for electrophoretic display elements according to 1 to 6, wherein the graft copolymer has a weight average molecular weight of 2000 to 80000.
8). 8. The dispersion for an electrophoretic display element according to any one of 1 to 7 above, wherein the ratio of the nitrogen-containing polymer (A) in the graft copolymer is 10 to 50% by mass.
9. An acrylic polymer in which the graft copolymer includes, as a constituent monomer, a (meth) acrylic acid alkyl ester having a main chain of the nitrogen atom-containing polymer (A) and the alkyl group having 8 or more carbon atoms. 9. The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to any one of 1 to 8 above, wherein B) is a side chain.
10. 10. The dispersion for electrophoretic display device as described in 9 above, wherein the side chain is derived from a macromonomer having a polymerizable unsaturated double bond at the terminal.
11. 11. The dispersion for an electrophoretic display element according to any one of 1 to 10 above, wherein the graft copolymer is present in a ratio of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.
12 The dispersion for electrophoretic display elements according to any one of 1 to 11 above, wherein the volume average particle diameter of the pigment particles dispersed in the nonpolar solvent is in the range of 0.1 to 1.0 μm. liquid.
13. The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to any one of 1 to 12 above, wherein the pigment particles are carbon black.
14 14. The dispersion for electrophoretic display element according to any one of 1 to 13, wherein the nonpolar solvent contains an aliphatic hydrocarbon and / or a fatty acid alkyl ester.
15. 15. The dispersion for electrophoretic display device as described in 14 above, wherein the nonpolar solvent is a fatty acid alkyl ester having 10 or more carbon atoms and a viscosity at 25 ° C. of 15 mPa · s or less.
16. 16. An image display element comprising the dispersion liquid for electrophoretic display elements according to any one of 1 to 15 above.
17. 17. An image display device using the image display element described in 16 above.

本発明で使用されるグラフト共重合体は、窒素原子を含有するセグメントと炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含むセグメントが各々明確に区分けされているため、前者による顔料への吸着性と後者による媒体への親和性とを高度にバランス化することができる。
したがって、このグラフト共重合体が吸着した顔料粒子を含む本発明の電気泳動表示素子用分散液によれば、高品質な画像を示すことが可能な表示媒体および表示装置を得ることができる。詳しくは、電極に印加した電圧を切替えた際の再泳動性および応答速度の優れた画像表示装置の提供が可能となる。
In the graft copolymer used in the present invention, a segment containing a nitrogen atom and a segment containing a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms as a constituent monomer are clearly divided. Therefore, the adsorptivity to the pigment by the former and the affinity to the medium by the latter can be highly balanced.
Therefore, according to the dispersion liquid for electrophoretic display elements of the present invention containing pigment particles adsorbed with the graft copolymer, a display medium and a display device capable of displaying a high-quality image can be obtained. Specifically, it is possible to provide an image display device that is excellent in re-migration and response speed when the voltage applied to the electrode is switched.

本発明による画像表示素子の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the image display element by this invention. 本願の実施例において用いた評価用装置の模式図である。It is a schematic diagram of the apparatus for evaluation used in the Example of this application.

本発明は、電気泳動表示素子用分散液、並びにこれを用いてなる画像表示装置に関して、表面に特定のグラフト共重合体が物理吸着した顔料粒子が非極性溶媒中に分散した分散液を用いることを特徴とするものである。
以下、本発明について詳しく説明する。尚、本願明細書においては、アクリル酸又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸と表す。
The present invention relates to a dispersion for an electrophoretic display element and an image display device using the same, and uses a dispersion in which pigment particles physically adsorbed with a specific graft copolymer are dispersed in a nonpolar solvent. It is characterized by.
The present invention will be described in detail below. In the present specification, acrylic acid or methacrylic acid is represented as (meth) acrylic acid.

本発明におけるグラフト共重合体は、窒素原子含有重合体(A)と、炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含むアクリル系重合体(B)のうちいずれか一方を主鎖とし、他方を側鎖とするグラフト共重合体である。
ここで、窒素原子含有重合体(A)は窒素原子含有ビニル単量体を構成単量体とすることにより得られる。
The graft copolymer in the present invention is composed of a nitrogen atom-containing polymer (A) and an acrylic polymer (B) containing (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms as constituent monomers. It is a graft copolymer having one of the main chains as the main chain and the other as the side chain.
Here, the nitrogen atom-containing polymer (A) can be obtained by using a nitrogen atom-containing vinyl monomer as a constituent monomer.

上記窒素原子含有ビニル単量体としては、アミド基、アミノ基、4級アンモニウム基等の窒素原子含有官能基を有する単量体を好適に用いることができ、吸着性が良好な点で、3級アミノ基及び4級アンモニウム基を有する単量体が特に好ましい。   As said nitrogen atom containing vinyl monomer, the monomer which has nitrogen atom containing functional groups, such as an amide group, an amino group, a quaternary ammonium group, can be used suitably, and 3 from a point with favorable adsorbability. Monomers having a quaternary amino group and a quaternary ammonium group are particularly preferred.

3級アミノ基を有する具体的な単量体としては、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、等のジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ビニルベンジルジメチルアミンなどが挙げられる。これらのうちでも、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノプロピル(メタ)アクリレート及びジメチルアミノプロピルアクリルアミドが顔料への吸着性が良好であるために好ましい。   Specific monomers having a tertiary amino group include, for example, dialkylaminoethyl (meth) acrylates such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dibutylaminoethyl (meth) acrylate, Examples include dialkylaminopropyl (meth) acrylate, dimethylaminopropylacrylamide, vinylbenzyldimethylamine and the like. Among these, dialkylaminoethyl (meth) acrylate, dialkylaminopropyl (meth) acrylate and dimethylaminopropylacrylamide are preferable because of their good adsorptivity to the pigment.

4級アンモニウム基を有する単量体としては、例えばジメチルアミノエチルメタクリレート4級アンモニウム塩等、上記3級アミノ基を有する単量体の4級化物が挙げられる。
また、上記3級アミノ基を有する単量体を共重合した後、公知の方法に従って4級化することによって4級アンモニウム塩を有する重合体としても良い。
Examples of the monomer having a quaternary ammonium group include a quaternized product of the monomer having a tertiary amino group such as dimethylaminoethyl methacrylate quaternary ammonium salt.
Moreover, it is good also as a polymer which has a quaternary ammonium salt by copolymerizing the monomer which has the said tertiary amino group, and quaternizing in accordance with a well-known method.

上記窒素原子含有重合体(A)はアミン価として40〜300mgKOH/gの範囲にあることが好ましく、50〜200mgKOH/gがより好ましい。アミン価が40mgKOH/g未満の場合はグラフト共重合体の顔料への吸着力が不十分な場合があり、凝集等を引き起こす場合がある。一方、アミン価が300mgKOH/gを超えた場合にも凝集等が生じ、再泳動性が悪化する傾向がある。
尚、本発明においてアミン価は仕込んだ原料の使用量から計算される値を用いる。
The nitrogen atom-containing polymer (A) is preferably in the range of 40 to 300 mgKOH / g, more preferably 50 to 200 mgKOH / g, as the amine value. When the amine value is less than 40 mgKOH / g, the adsorptive power of the graft copolymer to the pigment may be insufficient, which may cause aggregation or the like. On the other hand, when the amine value exceeds 300 mgKOH / g, aggregation and the like occur, and remigration properties tend to deteriorate.
In the present invention, the amine value is a value calculated from the amount of raw material used.

窒素原子含有重合体(A)は上記窒素原子含有ビニル単量体以外にも他のビニル単量体を共重合することができる。当該他のビニル単量体は、吸着性等の特性を損なわない範囲であれば種類および使用量に制限はないが、得られる重合体が媒体に不溶であり、且つカーボンブラック等の顔料への親和性が高いものが好ましい。この観点からSolubility Parameter(SP)値として17〜20[MPa1/2]の範囲にある単量体が好ましく、具体的にはスチレン、α−メチルスチレン、メタクリル酸ベンジル等の芳香族系ビニル単量体;アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;およびω―カルボキシ―ポリカプロラクトンモノアクリレート(例えば、東亞合成社製、商品名「アロニックスM−5300」)等が挙げられる。これらの中でもメタクリル酸ベンジルおよびアロニックスM−5300が顔料への吸着性に優れる点から好ましい。 The nitrogen atom-containing polymer (A) can copolymerize other vinyl monomers in addition to the nitrogen atom-containing vinyl monomer. There is no limitation on the type and amount of the other vinyl monomer as long as it does not impair the properties such as adsorptivity, but the obtained polymer is insoluble in the medium, and is not soluble in pigments such as carbon black. Those having high affinity are preferred. From this viewpoint, a monomer having a solubility parameter (SP) value in the range of 17 to 20 [MPa 1/2 ] is preferable, and specifically, an aromatic vinyl unit such as styrene, α-methylstyrene, benzyl methacrylate and the like. (Meth) acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, and isobutyl acrylate; and ω-carboxy-polycaprolactone monoacrylate (for example, trade name “Aronix, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) M-5300 ") and the like. Among these, benzyl methacrylate and Aronix M-5300 are preferable from the viewpoint of excellent adsorptivity to pigments.

SP値は「POLYMER HANDBOOK 第4版」(John Wiley & Sons,Inc.発行)に記載された値を採用することができる他、これに記載のないものについてはMichael M.Collman, John F.Graf, Paul C.Painter(Pensylvania State Univ.)著による「Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blends」(Technomic Publishing Co. Inc.発行)に記載の方法により計算することができる。ただし、−COOH基と−OH基についてはR.F.Fedorsが書いた「Polymer Engineering and Science」14(2),147(1974)に記載の値を用いる。   As the SP value, a value described in “POLYMER HANDBOOK 4th edition” (published by John Wiley & Sons, Inc.) can be adopted. Collman, John F. Graf, Paul C.M. Described in "Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blends" (Methods published by Technological Publishing Co. Inc.) by Painter (Pensylvania State Univ.). However, for -COOH group and -OH group, R.I. F. Values described in “Polymer Engineering and Science” 14 (2), 147 (1974) written by Fedors are used.

本発明における、アクリル系共重合体(B)は炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体として含むものである。炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの具体的な例としては、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル及び(メタ)アクリル酸ベヘニル等が挙げられ、これらのうちの1種又は2種以上を用いることができる。
これらのうちで炭素数10〜16のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、さらに好ましくは炭素数12〜13のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、商品名でブレンマーSLA、ブレンマーSLMA、(いずれも日油社製、合成ラウリル(メタ)アクリレート)、及び(メタ)アクリル酸ラウリル等が挙げられる。
アルキル基の炭素数が8未満の場合は非極性溶媒との相溶性が低く、十分な分散安定効果を付与できない。一方、アルキル基の炭素数が16を超える場合においても、理由は不明確であるが分散安定性が低下する場合がある。
The acrylic copolymer (B) in the present invention contains a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms as a constituent monomer. Specific examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms include 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, ( N-nonyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, myristyl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate and (Meth) acrylic acid behenyl and the like can be mentioned, and one or more of these can be used.
Of these, (meth) acrylic acid alkyl esters having an alkyl group having 10 to 16 carbon atoms are preferred, and more preferred are (meth) acrylic acid alkyl esters having an alkyl group having 12 to 13 carbon atoms. Examples include Blemmer SLA, Blemmer SLMA (both manufactured by NOF Corporation, synthetic lauryl (meth) acrylate), lauryl (meth) acrylate, and the like.
When the alkyl group has less than 8 carbon atoms, the compatibility with the nonpolar solvent is low, and a sufficient dispersion stabilizing effect cannot be imparted. On the other hand, even when the alkyl group has more than 16 carbon atoms, the reason is unclear, but the dispersion stability may decrease.

炭素数8以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルはアクリル系共重合体(B)を構成する全単量体を基準として50〜100mol%使用されることが好ましく、80〜100mol%がさらに好ましい。50mol%未満の場合は非極性溶媒への親和性が不足するために分散安定性が不十分となる場合がある。   The (meth) acrylic acid alkyl ester having 8 or more carbon atoms is preferably used in an amount of 50 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, based on all monomers constituting the acrylic copolymer (B). When the amount is less than 50 mol%, the dispersion stability may be insufficient due to insufficient affinity for a nonpolar solvent.

上記アクリル系共重合体(B)はカルボキシル基を有するものであっても良い。カルボキシル基は(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸及びイタコン酸等のカルボキシル基含有単量体を共重合することにより容易に導入される。また、これとは別に水酸基含有不飽和単量体を共重合した後に、二塩基酸無水物、例えば無水コハク酸、無水マレイン酸又は無水フタル酸等を付加反応することによってもカルボキシル基を導入することができる。   The acrylic copolymer (B) may have a carboxyl group. The carboxyl group is easily introduced by copolymerizing a carboxyl group-containing monomer such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride and itaconic acid. Alternatively, after copolymerizing a hydroxyl group-containing unsaturated monomer, a carboxyl group is also introduced by addition reaction of a dibasic acid anhydride such as succinic anhydride, maleic anhydride or phthalic anhydride. be able to.

上記アクリル系共重合体(B)における上記カルボキシル基の導入量は酸価として1〜80mgKOH/gの範囲であることが好ましい。酸価が1mgKOH/g未満の場合は分散安定性が十分でなく、分散粒子の凝集等が生じやすくなるため好ましくない。また、酸価が80mgKOH/gを超える場合にも分散粒子の凝集が生じ、再泳動性が低下する。
尚、本発明において酸価は仕込み原料から計算される値を用いる。
The introduction amount of the carboxyl group in the acrylic copolymer (B) is preferably in the range of 1 to 80 mgKOH / g as the acid value. When the acid value is less than 1 mgKOH / g, the dispersion stability is not sufficient, and aggregation of dispersed particles tends to occur, which is not preferable. Further, when the acid value exceeds 80 mgKOH / g, aggregation of the dispersed particles occurs and the re-migration property is lowered.
In the present invention, the acid value is a value calculated from the charged raw materials.

また、アクリル共重合体(B)の重量平均分子量(以下、「Mw」という)は1000〜40000であることが好ましく、2000〜20000であることがさらに好ましい。Mwが1000未満の場合、立体反発効果が不十分なために電気泳動粒子の安定性が確保されず、凝集等が生じるため好ましくない。一方、Mwが40000を超える場合は電極に印加した電圧を切り替えた際の再泳動性が不良となる場合がある。これは媒体親和部同士の絡み合いが生じるためと推察される。   Moreover, it is preferable that the weight average molecular weights (henceforth "Mw") of an acrylic copolymer (B) are 1000-40000, and it is further more preferable that it is 2000-20000. When Mw is less than 1000, the steric repulsion effect is insufficient, so that the stability of the electrophoretic particles is not ensured, and aggregation is caused. On the other hand, when Mw exceeds 40000, the re-migration property may be poor when the voltage applied to the electrode is switched. This is presumed to be due to the entanglement of the medium affinity parts.

アクリル系共重合体(B)を構成する他の単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸ヘキシル等の炭素数8未満のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル;
(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の炭素数8未満のシクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;スチレン、α−メチルスチレンおよびp−メチルスチレン等のスチレン誘導体;(メタ)アクリロニトリル;(メタ)アクリルアミド等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を使用することができる。
Examples of other monomers constituting the acrylic copolymer (B) include carbon such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and hexyl (meth) acrylate. (Meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group of less than 8;
(Meth) acrylic acid cycloalkyl ester having a cycloalkyl group having less than 8 carbon atoms such as (meth) acrylic acid cyclohexyl; styrene derivatives such as styrene, α-methylstyrene and p-methylstyrene; (meth) acrylonitrile; ) Acrylamide and the like, and one or more of them can be used.

本発明におけるグラフト共重合体は、上記の通り窒素原子含有重合体(A)と、炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含むアクリル系重合体(B)のうちのいずれか一方を主鎖とし、他方を側鎖とするグラフトポリマーである。中でも窒素原子含有重合体(A)を主鎖とし、アクリル系重合体(B)を側鎖とするグラフト共重合体が得られた分散液の分散安定性が高い傾向があるために好ましい。
ここで、(A)成分は顔料粒子表面への吸着性を担うセグメント、また(B)成分は媒体親和性を付与するためのセグメントとしての役割を担う。
As described above, the graft copolymer in the present invention is an acrylic polymer (A) containing a nitrogen atom-containing polymer (A) and a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms as constituent monomers ( B) is a graft polymer having one of the main chains as the main chain and the other as the side chain. Among these, a dispersion obtained from a graft copolymer having a nitrogen atom-containing polymer (A) as a main chain and an acrylic polymer (B) as a side chain is preferred because the dispersion stability tends to be high.
Here, the component (A) serves as a segment responsible for the adsorptivity to the pigment particle surface, and the component (B) serves as a segment for imparting medium affinity.

窒素原子含有重合体(A)及びアクリル系重合体(B)の比率は、(A)成分が10〜50質量%に対して(B)成分が50〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは(A)成分が20〜40質量%に対して(B)成分が60〜80質量%である。
(A)成分が10質量%未満の場合((B)成分が90質量%を超える場合)は顔料への吸着性が不十分となり、凝集等を生じやすくなるため好ましくない。また、(A)成分が50質量%を超える場合((B)成分が50質量%未満となる場合)は分散安定性が低下するために電極での電圧を切替えた際の再泳動性が悪化する。
The ratio of the nitrogen atom-containing polymer (A) and the acrylic polymer (B) is preferably such that the (A) component is 10 to 50% by mass and the (B) component is 50 to 90% by mass. Preferably, (A) component is 20-40 mass%, and (B) component is 60-80 mass%.
When the component (A) is less than 10% by mass (when the component (B) exceeds 90% by mass), the adsorptivity to the pigment becomes insufficient and aggregation or the like tends to occur, which is not preferable. Further, when the component (A) exceeds 50% by mass (when the component (B) is less than 50% by mass), the dispersion stability is lowered, so that the re-migration property when the voltage at the electrode is switched is deteriorated. To do.

グラフト共重合体のMwは2,000〜80,000が好ましく、4,000〜40,000がより好ましい。Mwが2,000未満の場合はグラフト共重合体の顔料粒子への吸着力が低下するために凝集等が生じやすくなり、Mwが80,000を超える場合は分散液の粘度が高くなり泳動速度を低下させるために好ましくない。   Mw of the graft copolymer is preferably 2,000 to 80,000, more preferably 4,000 to 40,000. When the Mw is less than 2,000, the adsorptive power of the graft copolymer to the pigment particles is reduced, so that aggregation or the like is likely to occur. When the Mw exceeds 80,000, the viscosity of the dispersion increases and the migration speed increases. Is not preferable because of lowering.

グラフト共重合体の製法について特に制限はなく、窒素原子含有重合体(A)と、炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含むアクリル系重合体(B)のうちのいずれか一方を主鎖とし、他方を側鎖とするグラフト共重合体を製造し得る方法であればいずれの方法で製造しても良い。   There is no restriction | limiting in particular about the manufacturing method of a graft copolymer, The acrylic polymer (A) which contains a nitrogen atom containing polymer (A), and the (meth) acrylic-acid alkylester which has a C8 or more alkyl group in a constituent monomer ( Any method may be used as long as it is a method capable of producing a graft copolymer having either one of B) as a main chain and the other as a side chain.

上記したグラフト共重合体の製造方法としては、例えば、
(i)末端に重合性不飽和二重結合を有しかつ炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含んでなるマクロモノマーの存在下に、窒素原子含有単量体及び他の単量体を共重合してグラフト共重合体を得るか、或いは末端に重合性不飽和二重結合を有しかつ窒素原子を有するマクロモノマーの存在下に、炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び他の単量体を共重合してグラフト共重合体を得る方法(マクロモノマー法);
(ii)重合体セグメント中にアゾ基やパーオキサイド基等の重合開始基を有しかつ窒素原子を有する重合体の存在下に炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び他の単量体を共重合してグラフト共重合体を得るか、或いは重合体セグメント中にアゾ基やパーオキサイド基等の重合開始基を有しかつ炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含んでなる重合体の存在下に窒素原子含有単量体及び他の単量体を共重合してグラフト共重合体を得る方法;
(iii)連鎖移動能の大きい基を側鎖に持ちかつ窒素原子を有する重合体に炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び他の単量体をグラフト重合してグラフト共重合体を得るか、或いは連鎖移動能の大きい基を側鎖に持ちかつ炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含んでなる重合体に窒素原子含有単量体及び他の単量体をグラフト重合してグラフト共重合体を得る方法;などを挙げることができる。
As a manufacturing method of the above-mentioned graft copolymer, for example,
(I) a nitrogen atom in the presence of a macromonomer comprising, as a constituent monomer, a (meth) acrylic acid alkyl ester having a polymerizable unsaturated double bond at the terminal and an alkyl group having 8 or more carbon atoms In the presence of a macromonomer having a polymerizable unsaturated double bond at the terminal and a nitrogen atom, a copolymer containing the monomer and other monomers is obtained to obtain a graft copolymer. A method (macromonomer method) in which a graft copolymer is obtained by copolymerizing (meth) acrylic acid alkyl ester having 8 or more alkyl groups and other monomers;
(Ii) a (meth) acrylic acid alkyl ester having a polymerization initiation group such as an azo group or a peroxide group in the polymer segment and an alkyl group having 8 or more carbon atoms in the presence of a polymer having a nitrogen atom; Another monomer is copolymerized to obtain a graft copolymer, or the polymer segment has a polymerization initiating group such as an azo group or a peroxide group and an alkyl group having 8 or more carbon atoms (meta ) A method for obtaining a graft copolymer by copolymerizing a nitrogen atom-containing monomer and another monomer in the presence of a polymer comprising an alkyl acrylate ester as a constituent monomer;
(Iii) Graft polymerization of (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms and other monomers on a polymer having a group having a large chain transfer ability in the side chain and a nitrogen atom. A copolymer is obtained, or a nitrogen atom is added to a polymer comprising (meth) acrylic acid alkyl ester having a group having a large chain transfer ability in the side chain and an alkyl group having 8 or more carbon atoms as a constituent monomer. A method of obtaining a graft copolymer by graft polymerization of the containing monomer and other monomers.

上記した製法のうちでも、上記(i)のマクロモノマー法が、グラフト共重合体を効率よく製造できる点から好ましい。
また、該マクロモノマーにおける末端重合性不飽和二重結合は、共重合性の観点から(メタ)アクリロイル基又はスチリル基が好ましく、中でも(メタ)アクリロイル基が特に好ましい。
Among the above-described production methods, the macromonomer method (i) is preferable from the viewpoint that the graft copolymer can be produced efficiently.
Further, the terminal polymerizable unsaturated double bond in the macromonomer is preferably a (meth) acryloyl group or a styryl group from the viewpoint of copolymerizability, and among them, a (meth) acryloyl group is particularly preferable.

本発明におけるグラフト共重合体は顔料粒子100質量部に対して1〜100質量部用いられることが好ましく、10〜60質量部がより好ましく、20〜40質量部がさらに好ましい。
グラフト共重合体の使用量が1質量部未満の場合は顔料を安定に分散させることができず、大粒径化または凝集等を引き起こすため好ましくない。また、再泳動性も悪化する傾向がある。一方、グラフト共重合体量が100質量部を超える場合にも凝集が発生し易くなる。連続相に存在するグラフト共重合体量が増加し、顔料粒子に吸着した分散剤(グラフト共重合体)の分散安定化効果が減少することによるものと推察される。
It is preferable that 1-100 mass parts is used for the graft copolymer in this invention with respect to 100 mass parts of pigment particles, 10-60 mass parts is more preferable, and 20-40 mass parts is further more preferable.
When the amount of the graft copolymer used is less than 1 part by mass, the pigment cannot be stably dispersed, which causes an increase in particle size or aggregation, which is not preferable. In addition, re-migration properties tend to deteriorate. On the other hand, aggregation also tends to occur when the amount of the graft copolymer exceeds 100 parts by mass. This is presumably because the amount of graft copolymer present in the continuous phase increases and the dispersion stabilizing effect of the dispersant adsorbed on the pigment particles (graft copolymer) decreases.

本発明の電気泳動表示素子用分散液における分散媒である非極性溶剤は、水と混和しない溶媒であれば特に制限なく使用でき、直鎖、分岐鎖又は環状構造を有する各種脂肪族炭化水素化合物若しくは脂肪酸アルキルエステル、芳香族炭化水素化合物、複素芳香族炭化水素化合物、ハロゲン含有溶媒及びシリコーンオイル等の溶媒が含まれる。ここで、「水と混和しない溶媒」とは25℃における水の溶解度が1質量%以下である溶媒を意味する。
上記非極性溶媒としては取扱いの容易さ及び安全性の点から揮発性の低いものが好適であり、炭素数10以上の直鎖、分岐鎖又は環状構造を有する各種脂肪族炭化水素化合物若しくは脂肪酸アルキルエステル等が好ましい。
The nonpolar solvent, which is a dispersion medium in the dispersion for an electrophoretic display device of the present invention, can be used without particular limitation as long as it is a solvent immiscible with water, and various aliphatic hydrocarbon compounds having a linear, branched or cyclic structure. Alternatively, solvents such as fatty acid alkyl esters, aromatic hydrocarbon compounds, heteroaromatic hydrocarbon compounds, halogen-containing solvents and silicone oils are included. Here, “a solvent immiscible with water” means a solvent having a water solubility of 1% by mass or less at 25 ° C.
As the nonpolar solvent, those having low volatility are preferable from the viewpoint of ease of handling and safety, and various aliphatic hydrocarbon compounds or fatty acid alkyls having a linear, branched or cyclic structure having 10 or more carbon atoms. Esters are preferred.

また、溶媒の粘度に反比例して電気泳動速度が低下するため、溶媒の粘度は25℃において20mPa・s以下が好ましい。特に炭素数10以上、25℃における粘度が15mPa・s以下の脂肪酸アルキルエステルが好ましい。具体例としては、商品名で「アイソゾール」シリーズ(JX日鉱日石エネルギー社製)、「アイソパー」シリーズ(エクソンモービル社製)、「IPソルベント」シリーズ(出光石油化学社製)、「エキセパール」シリーズ(花王社製)、カプリル酸2−エチルヘキシル及びパルミチン酸2−エチルヘキシル等が挙げられる。これらのうちでも分散安定性及び泳動速度の点で「アイソパー」シリーズ、カプリル酸2−エチルヘキシルおよびパルミチン酸2−エチルヘキシルが好ましく、カプリル酸2−エチルヘキシルが特に好ましい。   Moreover, since the electrophoresis speed decreases in inverse proportion to the viscosity of the solvent, the viscosity of the solvent is preferably 20 mPa · s or less at 25 ° C. Particularly preferred are fatty acid alkyl esters having 10 or more carbon atoms and a viscosity at 25 ° C. of 15 mPa · s or less. Specific examples include “Isosol” series (manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation), “Isopar” series (manufactured by ExxonMobil Corporation), “IP Solvent” series (manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), “Exepal” series. (Manufactured by Kao Corporation), 2-ethylhexyl caprylate, 2-ethylhexyl palmitate and the like. Among these, from the viewpoint of dispersion stability and migration speed, “Isopar” series, 2-ethylhexyl caprylate and 2-ethylhexyl palmitate are preferable, and 2-ethylhexyl caprylate is particularly preferable.

本発明の電気泳動表示素子用分散液における顔料粒子の分散粒子径は、体積平均粒子径として0.1〜1.0μmの範囲であることが好ましく、0.2〜0.6μmの範囲であることがより好ましい。
粒子径が1.0μmを超える場合には分散液に沈降が生じ易くなる。また、電圧を切った際に顔料粒子が重力により電極部から脱落し画像が維持されなくなる(いわゆるメモリー性が悪化する)ため好ましくない。一方、粒子径が0.1μmよりも小さい場合には泳動速度が遅くなるため好ましくない。
The dispersed particle diameter of the pigment particles in the dispersion liquid for electrophoretic display elements of the present invention is preferably in the range of 0.1 to 1.0 μm, and in the range of 0.2 to 0.6 μm as the volume average particle diameter. It is more preferable.
When the particle diameter exceeds 1.0 μm, sedimentation tends to occur in the dispersion. In addition, when the voltage is turned off, the pigment particles fall off from the electrode portion due to gravity and the image is not maintained (so-called memory property is deteriorated), which is not preferable. On the other hand, when the particle diameter is smaller than 0.1 μm, the migration speed is slow, which is not preferable.

本発明の電気泳動表示素子用分散液においては顔料粒子として公知の有機顔料粒子及び無機顔料粒子を用いることができる。有機顔料粒子としては、例えばアゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、ジオキサジン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン顔料、インジゴイド顔料、ジケトピロロピロール顔料、ペリノン顔料、イソインドリノン顔料、イソシンドリン顔料及びキノフタロン顔料等を使用することができる。   In the dispersion for electrophoretic display elements of the present invention, known organic pigment particles and inorganic pigment particles can be used as pigment particles. As organic pigment particles, for example, azo pigments, phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, dioxazine pigments, quinacridone pigments, perylene pigments, indigoid pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, perinone pigments, isoindolinone pigments, isocindrone pigments and quinophthalone pigments are used. can do.

無機顔料粒子としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等の白色顔料;酸化鉄等の赤色顔料;黄鉛、カドミウムイエロー、ストロンチウムイエロー等の黄色顔料;ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー等の青色顔料;カーボンブラック、チタンブラック等の黒色顔料等を用いることができる。これらのうちでも画像の見易さや汎用性の点からカーボンブラックが広く用いられている。   Examples of inorganic pigment particles include white pigments such as zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, and calcium carbonate; red pigments such as iron oxide; yellow pigments such as yellow lead, cadmium yellow, and strontium yellow; ultramarine blue, Prussian blue, and the like Blue pigments; black pigments such as carbon black and titanium black can be used. Among these, carbon black is widely used from the viewpoint of image visibility and versatility.

本発明において顔料粒子としてカーボンブラックを用いる場合、顔料粒子の分散粒子径が本発明で好ましいとする範囲の粒子径である限りにおいては、カーボンブラックの種類は規定されないが、1次粒子径として20〜200nmのカーボンブラックを用いた場合にその分散粒子径が好ましい範囲となりやすい。具体例としては商品名でLamp Black 101、Printex A、Special Black 100(以上、エボニックデグサ社製)等が挙げられる。   In the present invention, when carbon black is used as the pigment particle, the type of carbon black is not specified as long as the dispersed particle size of the pigment particle is within a range preferable in the present invention, but the primary particle size is 20 When carbon black of ˜200 nm is used, the dispersed particle diameter tends to be in a preferred range. Specific examples include Lamp Black 101, Printex A, Special Black 100 (manufactured by Evonik Degussa Co., Ltd.) and the like under the trade names.

本発明の電気泳動表示素子用分散液は、上記したグラフト共重合体、顔料および分散媒等を混合攪拌することにより容易に得ることができる。攪拌には顔料分散において一般的に用いられる公知の攪拌装置を使用することが可能であり、具体的にはボールミル、ビーズミル、サンドミル、ペイントシェーカー及びディスパー等が挙げられる。   The dispersion for electrophoretic display elements of the present invention can be easily obtained by mixing and stirring the above-mentioned graft copolymer, pigment, dispersion medium and the like. For the stirring, a known stirring device generally used in pigment dispersion can be used, and specific examples include a ball mill, a bead mill, a sand mill, a paint shaker, and a disper.

本発明の電気泳動表示素子用分散液においては、顔料粒子を帯電させるために金属石鹸等の電荷調整剤や、泳動粒子の分散性を向上させるための分散剤及び分散助剤等を添加しても良い。   In the dispersion for electrophoretic display elements of the present invention, a charge adjusting agent such as metal soap for dispersing the pigment particles, a dispersing agent and a dispersion aid for improving the dispersibility of the electrophoretic particles are added. Also good.

図1に本発明の電気泳動素子用分散液を用いた画像表示装置の一例を模式的に示す。画像表示装置は公知のものであれば特に限定なく使用可能であるが、少なくとも一方が光透過性を有する一対の電極基板を有し、該基盤間に白色媒体中に電気泳動性顔料粒子が分散した電気泳動性分散液が封入された電気泳動表示用素子からなる。これらの電極に電圧を印加して電気泳動性顔料粒子を移動させることにより画像を表示するものである。   FIG. 1 schematically shows an example of an image display device using the electrophoretic element dispersion of the present invention. The image display device can be used without limitation as long as it is a known one, but at least one has a pair of light-transmitting electrode substrates, and electrophoretic pigment particles are dispersed in a white medium between the substrates. The electrophoretic display element is filled with the electrophoretic dispersion liquid. An image is displayed by applying a voltage to these electrodes and moving the electrophoretic pigment particles.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。以下の記載において「部」は質量部を意味し、「%」は質量%を意味する。
また、各例において得られたマクロモノマー、グラフト共重合体及び顔料分散液については、以下の物性及び性質を測定することにより評価した。
(1)マクロモノマー及びグラフト共重合体の特性
a)固形分
測定サンプル約1gを秤量(a)し、次いで、通風乾燥機200℃、60分間乾燥後の残分を測定(b)し、以下の式より算出した。測定には秤量ビンを使用した。その他の操作については、JIS K 0067−1992(化学製品の減量及び残分試験方法)に準拠した。
固形分(%)=(b/a)×100
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. In the following description, “part” means part by mass, and “%” means mass%.
The macromonomer, graft copolymer and pigment dispersion obtained in each example were evaluated by measuring the following physical properties and properties.
(1) Characteristics of Macromonomer and Graft Copolymer a) About 1 g of a solid content measurement sample is weighed (a), then the residue after drying for 60 minutes at an air dryer 200 ° C. is measured (b). It was calculated from the following formula. A weighing bottle was used for the measurement. Other operations were in accordance with JIS K 0067-1992 (chemical product weight loss and residue test method).
Solid content (%) = (b / a) × 100

b)分子量
共重合体及びマクロモノマーを構成する単量体として窒素原子を有する単量体が含まれない場合は、以下の操作により分子量及び分子量分布の測定を行った。
試料をテトラヒドロフラン(以下、「THF」という)に溶解して濃度0.2%の溶液を調整した後、該溶液100μLをカラム(東ソー社製、「TSK−GEL MULTIPORE HXL−M」(4本))に注入し、カラム温度40℃でTHFを流速1.0mL/分でカラムに通してカラムに吸着した成分を溶離させるゲル浸透クロマトグラフ(GPC法)により測定した。数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は分子量が既知のポリスチレンを標準物質と用いてあらかじめ作成しておいた検量線から算出した。
共重合体及び/又はマクロモノマーを構成する単量体に窒素原子を有する単量体が含まれる場合は、0.5%のトリエチルアミンが溶解したTHFを溶離液及び試料調整に用いて、同様の操作によりGPC測定を行った。
b) Molecular weight When a monomer having a nitrogen atom was not included as a monomer constituting the copolymer and the macromonomer, the molecular weight and molecular weight distribution were measured by the following operation.
A sample was dissolved in tetrahydrofuran (hereinafter referred to as “THF”) to prepare a solution having a concentration of 0.2%, and then 100 μL of the solution was added to a column (“TSK-GEL MULTIPIORE HXL-M” (four) manufactured by Tosoh Corporation. The sample was measured by gel permeation chromatography (GPC method) in which THF was passed through the column at a flow rate of 1.0 mL / min at a column temperature of 40 ° C. to elute the components adsorbed on the column. The number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) were calculated from a calibration curve prepared in advance using polystyrene having a known molecular weight as a standard substance.
When the monomer constituting the copolymer and / or the macromonomer includes a monomer having a nitrogen atom, THF containing 0.5% triethylamine dissolved therein is used for eluent and sample preparation. GPC measurement was performed by operation.

(2)電気泳動表示素子用分散液の特性
a)体積平均粒子径
電気泳動粒子が絶縁性液体に分散したスラリーを、当該非極性溶媒で0.3%に希釈した分散液を調整して試料とした。当該試料30mLを動的光散乱法(日機装社製、UPA−250)により測定し、体積平均粒子径を得た。
(2) Characteristics of Electrophoretic Display Device Dispersion a) Volume average particle diameter Sample prepared by adjusting a dispersion obtained by diluting a slurry in which electrophoretic particles are dispersed in an insulating liquid to 0.3% with the nonpolar solvent It was. 30 mL of the sample was measured by a dynamic light scattering method (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., UPA-250) to obtain a volume average particle size.

b)粘度
E型粘度計を用い、25℃における粘度を測定した。
b) Viscosity Using an E-type viscometer, the viscosity at 25 ° C. was measured.

<マクロモノマーの製造>
合成例1:マクロモノマー1の製造
攪拌機、滴下ロート、還流冷却器、窒素ガス導入管および温度計を備えたガラス製フラスコに、単量体として2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下、「HEMA」という)1.2部及びブレンマーSLMA(日油社製合成ラウリルメタクリレート、以下「SLMA」という)98.8部、連鎖移動剤として3−メルカプトプロピオン酸(以下、「MPA」という)1.5部、及び重合溶剤としてパルミチン酸2−エチルヘキシル50部を仕込み、窒素気流下で90℃に加熱攪拌した。別容器にてメチルエチルケトン(以下、「MEK」という)2.4部及びパルミチン酸2−エチルヘキシル45部に2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(日本ファインケム社製、商品名「ABN−E」)0.9部を添加、溶解して重合開始剤溶液を調整し、フラスコ内溶液を90℃に保ったままこの重合開始剤溶液を5時間かけてフラスコへ滴下した。さらに2時間加熱攪拌を継続することにより重合を完結させ、片末端にカルボキシル基を有する重合体溶液を得た。
窒素気流を空気バブリングに切り替えて、引き続き同じフラスコ内にハイドロキノンモノメチルエーテル(以下、「MQ」という)0.02部テトラブチルアンモニウムブロミド0.6部、グリシジルメタクリレート(以下、「GMA」という)2.1部を加えて110℃で4時間加熱攪拌した。
次いで同じフラスコ内に無水コハク酸0.9部を添加、110℃で4時間反応させた後に室温まで冷却し、パルミチン酸2−エチルヘキシルにて固形分を52%に調整することにより、片末端に重合性不飽和二重結合を有しカルボキシル基を持つマクロモノマー1のパルミチン酸2−エチルヘキシル溶液を得た。
得られたマクロモノマー1の数平均分子量(Mn)は7,900、重量平均分子量(Mw)は12,100であった。また酸価として4.9mgKOH/g相当のカルボキシル基を有している。
<Manufacture of macromonomer>
Synthesis Example 1: Production of Macromonomer 1 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as “HEMA”) as a monomer in a glass flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a thermometer 1.2 parts and 98.8 parts of Bremer SLMA (manufactured by NOF Corporation, synthetic lauryl methacrylate, hereinafter referred to as “SLMA”), 1.5 parts of 3-mercaptopropionic acid (hereinafter referred to as “MPA”) as a chain transfer agent, and 50 parts of 2-ethylhexyl palmitate was charged as a polymerization solvent, and the mixture was heated and stirred at 90 ° C. under a nitrogen stream. In a separate container, 2.4 parts of methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as “MEK”) and 45 parts of 2-ethylhexyl palmitate with 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (manufactured by Nippon Finechem Co., Ltd., trade name “ABN”) -E ") 0.9 part was added and dissolved to prepare a polymerization initiator solution, and this polymerization initiator solution was dropped into the flask over 5 hours while keeping the solution in the flask at 90 ° C. Furthermore, the polymerization was completed by continuing the heating and stirring for 2 hours to obtain a polymer solution having a carboxyl group at one end.
1. Switch nitrogen flow to air bubbling, and then continue 0.02 part hydroquinone monomethyl ether (hereinafter referred to as “MQ”) 0.6 part tetrabutylammonium bromide, glycidyl methacrylate (hereinafter referred to as “GMA”) in the same flask. 1 part was added, and it heated and stirred at 110 degreeC for 4 hours.
Next, 0.9 part of succinic anhydride was added to the same flask, reacted at 110 ° C. for 4 hours, cooled to room temperature, and adjusted to a solid content of 52% with 2-ethylhexyl palmitate. A 2-ethylhexyl palmitate solution of macromonomer 1 having a polymerizable unsaturated double bond and a carboxyl group was obtained.
The number average molecular weight (Mn) of the obtained macromonomer 1 was 7,900, and the weight average molecular weight (Mw) was 12,100. Moreover, it has a carboxyl group equivalent to 4.9 mgKOH / g as an acid value.

合成例2、3、5、6、8:マクロモノマー2、3、5、6、8の製造
単量体、連鎖移動剤及びGMAを表1に示す通り用いた以外は合成例1と同様の操作を行い、マクロモノマー2、3、5、6、8のパルミチン酸2−エチルヘキシル溶液を得た。
得られた各マクロモノマーの物性値について表1に示す。
Synthesis Examples 2, 3, 5, 6, 8: Production of Macromonomer 2, 3, 5, 6, 8 The same as Synthesis Example 1 except that the monomer, chain transfer agent and GMA were used as shown in Table 1. Operation was performed to obtain a 2-ethylhexyl palmitate solution of macromonomers 2, 3, 5, 6, and 8.
It shows in Table 1 about the physical-property value of each obtained macromonomer.

合成例4:マクロモノマー4の製造
単量体、連鎖移動剤及びGMAを表1に示す通り用い、無水コハク酸によるカルボン酸変性を行わなかった以外は合成例1と同様の操作により、マクロモノマー4のパルミチン酸2−エチルヘキシル溶液を得た。
得られたマクロモノマー4の物性値について表1に示す。
Synthesis Example 4: Production of Macromonomer 4 Macromonomer was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the monomer, chain transfer agent and GMA were used as shown in Table 1 and carboxylic acid modification with succinic anhydride was not performed. 4 solution of 2-ethylhexyl palmitate was obtained.
The physical property values of the obtained macromonomer 4 are shown in Table 1.

合成例7:マクロモノマー7の製造
攪拌機、滴下ロート、還流冷却器、窒素ガス導入管及び温度計を備えたガラス製フラスコに、単量体としてメタクリル酸ベンジル(以下、「BzMA」という)66.7部及びN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(以下、「DMA」という)33.3部、連鎖移動剤として2−メルカプトエタノール(以下、「MTG」という)2.5部、及び重合溶剤としてパルミチン酸2−エチルヘキシル50部を仕込み、窒素気流下で90℃に加熱攪拌した。別容器にてMEK2.7部及びパルミチン酸2−エチルヘキシル45部にABN−E0.9部を添加、溶解して重合開始剤溶液を調整し、フラスコ内溶液を90℃に保ったままこの重合開始剤溶液を5時間かけてフラスコへ滴下した。さらに2時間加熱攪拌を継続することにより重合を完結させ、片末端に水酸基を有する重合体溶液を得た。
窒素気流を空気バブリングに切り替えて、引き続き同じフラスコ内に4−メトキシフェノール0.02部、ジオクチルスズジラウレート(日東化成社製、商品名「ネオスタンU−810」)0.01部、2−イソシアナートエチルメタクリレート(昭和電工社製、商品名「カレンズMOI」)5.0部を加えて80℃で3時間加熱した後に室温まで冷却し、片末端にメタクリロイル基を有するマクロモノマー7のパルミチン酸2−エチルヘキシル溶液を得た。
得られたマクロモノマー7の物性値について表1に示す。
Synthesis Example 7 Production of Macromonomer 7 In a glass flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a reflux condenser, a nitrogen gas introduction tube, and a thermometer, benzyl methacrylate (hereinafter referred to as “BzMA”) as a monomer was obtained. 7 parts, 33.3 parts of N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (hereinafter referred to as “DMA”), 2.5 parts of 2-mercaptoethanol (hereinafter referred to as “MTG”) as a chain transfer agent, and palmitic acid as a polymerization solvent 50 parts of 2-ethylhexyl acid was charged and stirred at 90 ° C. under a nitrogen stream. In a separate container, add ABN-E 0.9 part to 2.7 parts of MEK and 45 parts of 2-ethylhexyl palmitate to prepare a polymerization initiator solution, and start this polymerization while keeping the solution in the flask at 90 ° C. The agent solution was dropped into the flask over 5 hours. Furthermore, by continuing the heating and stirring for 2 hours, the polymerization was completed to obtain a polymer solution having a hydroxyl group at one end.
The nitrogen stream was switched to air bubbling, and subsequently 0.02 part of 4-methoxyphenol, 0.01 part of dioctyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd., trade name “Neostan U-810”), 2-isocyanate in the same flask. 5.0 parts of ethyl methacrylate (trade name “Karenz MOI”, manufactured by Showa Denko KK) was added, heated at 80 ° C. for 3 hours, cooled to room temperature, and macromonomer 7 having a methacryloyl group at one end 2- An ethylhexyl solution was obtained.
The physical property values of the obtained macromonomer 7 are shown in Table 1.

Figure 2012173539
Figure 2012173539

表1で用いた化合物の詳細を以下に示す。
SLMA:合成ラウリルメタクリレート(日油社製、商品名「ブレンマーSLMA」)
LA:ラウリルアクリレート
BMA:ブチルメタクリレート
BzMA:ベンジルメタクリレート
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
DMA:ジメチルアミノエチルメタクリレート
MPA:3−メルカプトプロピオン酸
MTG:2−メルカプトエタノール
GMA:グリシジルメタクリレート
カレンズMOI:2−イソシアナートエチルメタクリレート(昭和電工社製)
Details of the compounds used in Table 1 are shown below.
SLMA: Synthetic lauryl methacrylate (manufactured by NOF Corporation, trade name “Blemmer SLMA”)
LA: lauryl acrylate BMA: butyl methacrylate BzMA: benzyl methacrylate HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate HEA: 2-hydroxyethyl acrylate DMA: dimethylaminoethyl methacrylate MPA: 3-mercaptopropionic acid MTG: 2-mercaptoethanol GMA: glycidyl methacrylate Karenz MOI: 2-isocyanate ethyl methacrylate (made by Showa Denko)

<グラフト共重合体の製造>
製造例1:グラフト共重合体1の製造
攪拌機、滴下ロート、還流冷却器、窒素ガス導入管および温度計を備えたガラス製フラスコにMEK75部を仕込み、窒素気流下で78℃に昇温した。また、別容器に上記で得られたマクロモノマー1のパルミチン酸2−エチルヘキシル溶液134.6部(マクロモノマーの固形分として70部)、BzMA20部、DMA10部、MEK18部、MTG0.3部からなる単量体混合溶液、並びにMEK30部に2,2’−アゾビス(2,4’−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬社製、商品名「V−65」)1部を溶解した開始剤溶液を調整した。次いで、上記フラスコへ単量体混合溶液および開始剤溶液を滴下して重合を開始した。単量体混合溶液は3時間、また開始剤溶液は5時間かけて滴下し、開始剤溶液の滴下終了後さらに78℃で1.5時間加熱攪拌することにより重合を完結させ、グラフト共重合体1のMEK溶液(固形分35%)を得た。
得られたグラフト共重合体1の数平均分子量(Mn)は13,500、重量平均分子量(Mw)は31,700であった。またこのグラフト共重合体1は、主鎖中にアミン価として119.0mgKOH/g相当のアミン基を含み、側鎖重合体中に4.9mgKOH/g相当の酸価を有している。
<Production of graft copolymer>
Production Example 1: Production of Graft Copolymer 1 75 parts of MEK was charged into a glass flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube and a thermometer, and heated to 78 ° C. under a nitrogen stream. In a separate container, 134.6 parts of a 2-ethylhexyl palmitate solution of macromonomer 1 obtained above (70 parts as the solid content of the macromonomer), 20 parts of BzMA, 10 parts of DMA, 18 parts of MEK, and 0.3 part of MTG are included. A monomer mixed solution and an initiator solution in which 1 part of 2,2′-azobis (2,4′-dimethylvaleronitrile) (trade name “V-65”, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 30 parts of MEK. It was adjusted. Next, the monomer mixed solution and the initiator solution were dropped into the flask to initiate polymerization. The monomer mixed solution was added dropwise over 3 hours, and the initiator solution was added dropwise over 5 hours. After completion of the addition of the initiator solution, the mixture was further heated and stirred at 78 ° C. for 1.5 hours to complete the polymerization. 1 MEK solution (solid content 35%) was obtained.
The number average molecular weight (Mn) of the obtained graft copolymer 1 was 13,500, and the weight average molecular weight (Mw) was 31,700. Further, this graft copolymer 1 contains an amine group corresponding to 119.0 mgKOH / g as the amine value in the main chain, and has an acid value corresponding to 4.9 mgKOH / g in the side chain polymer.

製造例2〜9、11〜18:グラフト共重合体2〜9、11〜18の製造
主鎖を構成する単量体及び側鎖となるマクロモノマーを表2−1〜2−3に示す通り用いた以外は製造例1と同様の操作を行い、グラフト共重合体2〜9並びに11〜18を得た。
得られたグラフト共重合体2〜9並びに11〜18の物性値について表2−1〜表2−3に示す。
Production Examples 2-9, 11-18: Production of Graft Copolymers 2-9, 11-18 As shown in Tables 2-1 to 2-3, monomers constituting the main chain and macromonomers serving as side chains are shown. Except having used, operation similar to manufacture example 1 was performed and the graft copolymers 2-9 and 11-18 were obtained.
The physical properties of the obtained graft copolymers 2 to 9 and 11 to 18 are shown in Tables 2-1 to 2-3.

製造例10:グラフト共重合体10の製造
攪拌機、滴下ロート、還流冷却器、窒素ガス導入管および温度計を備えたガラス製フラスコにDMA10部、MQ0.5部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート250部を仕込み、窒素気流下で60℃に加熱攪拌した。ここへメチルクロライド33部を6時間かけて吹き込み、そのまま60℃でさらに2時間攪拌を継続して反応を終了した。反応物を室温まで冷却した後析出結晶を濾別回収した。回収した結晶は50℃で減圧乾燥し、残存溶媒を含む揮発分を除去することによりDMAの4級アンモニウム塩(以下、「DMA−Q」という)を得た。
上記DMA−Qを含めて表2−2に示す単量体およびマクロモノマーを用い、重合溶剤をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとした以外は製造例1と同様の操作を行いグラフト共重合体10を得た。
得られたグラフト共重合体10の物性値について表2−2に示す。
Production Example 10 Production of Graft Copolymer 10 A glass flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube and a thermometer was charged with 10 parts DMA, 0.5 part MQ, 250 parts propylene glycol monomethyl ether acetate. The mixture was heated and stirred at 60 ° C. under a nitrogen stream. 33 parts of methyl chloride was blown in over 6 hours, and stirring was further continued at 60 degreeC for 2 hours, and reaction was complete | finished. After the reaction product was cooled to room temperature, the precipitated crystals were collected by filtration. The recovered crystals were dried at 50 ° C. under reduced pressure, and volatile components including the residual solvent were removed to obtain DMA quaternary ammonium salt (hereinafter referred to as “DMA-Q”).
Using the monomers and macromonomers shown in Table 2-2 including DMA-Q, and using the polymerization solvent as propylene glycol monomethyl ether acetate, the same operation as in Production Example 1 was carried out to obtain graft copolymer 10. It was.
The physical property values of the obtained graft copolymer 10 are shown in Table 2-2.

Figure 2012173539
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Figure 2012173539
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Figure 2012173539
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表2−1〜2−3で用いた化合物の詳細を以下に示す。
DMA:N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート
DMAAm:N,N−ジメチルアクリルアミド
DMA−Q:N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート4級アンモニウム塩
BzMA:ベンジルメタクリレート
M5300:ω−カルボキシ−カプロラクトンモノアクリレート
(東亞合成社製、商品名「アロニックスM−5300」)
IBMA:イソブチルメタクリレート
SLMA:合成ラウリルメタクリレート(日油社製、商品名「ブレンマーSLMA」)
NKエステルSA:2−メタクリロイルオキシエチルサクシネート
(新中村化学工業社製)
Details of the compounds used in Tables 2-1 to 2-3 are shown below.
DMA: N, N-dimethylaminoethyl methacrylate DMAAm: N, N-dimethylacrylamide DMA-Q: N, N-dimethylaminoethyl methacrylate quaternary ammonium salt BzMA: benzyl methacrylate M5300: ω-carboxy-caprolactone monoacrylate
(Product name "Aronix M-5300", manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
IBMA: Isobutyl methacrylate SLMA: Synthetic lauryl methacrylate (manufactured by NOF Corporation, trade name “Blemmer SLMA”)
NK ester SA: 2-methacryloyloxyethyl succinate
(Manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)

比較製造例1〜5:リニア共重合体1〜2並びにグラフト共重合体19〜21の製造
単量体及びマクロモノマーを表3に示す通り用いた以外は製造例1と同様の操作を行い、リニア共重合体1〜2並びにグラフト共重合体19〜21を得た。
得られたリニア共重合体1〜2並びにグラフト共重合体19〜21の物性値について表3に示す。
Comparative Production Examples 1 to 5: Production of Linear Copolymers 1 to 2 and Graft Copolymers 19 to 21 The same operation as in Production Example 1 was performed except that the monomers and macromonomers were used as shown in Table 3. Linear copolymers 1-2 and graft copolymers 19-21 were obtained.
The physical property values of the obtained linear copolymers 1 and 2 and graft copolymers 19 to 21 are shown in Table 3.

Figure 2012173539
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実施例1
製造例1で得られたグラフト共重合体1のMEK溶液60部にアイソパーL(エクソンモービル社製、イソパラフィン系炭化水素系溶剤)40部を加えた後、80℃、15mmHgの減圧下でMEK、未反応モノマーおよび低分子量オリゴマーを留去し、グラフト共重合体1のアイソパーL溶液(固形分28%)を得た。
上記グラフト共重合体1のアイソパーL溶液2.14g、アイソパーL11.5g及びカーボンブラック(エボニックデグサ社製、商品名「Lamp Black101」)1.5gを耐圧ガラス容器に入れ、さらにジルコニアビーズ(ビーズ直径:0.3mm)30gを混合した後にペイントシェーカーにて2時間攪拌を行った。この場合、カーボンブラックに対するグラフト共重合体1の使用量は40%となる。その後ビーズを取り除くことにより、電気泳動表示素子用分散液を得た。
得られた分散液の体積平均粒径270nm、また粘度は2.2mPa・sであった。
Example 1
After adding 40 parts of Isopar L (ExxonMobil Corporation, isoparaffinic hydrocarbon solvent) to 60 parts of the MEK solution of graft copolymer 1 obtained in Production Example 1, MEK under reduced pressure of 80 ° C. and 15 mmHg, Unreacted monomer and low molecular weight oligomer were distilled off to obtain an Isopar L solution (solid content 28%) of graft copolymer 1.
2.14 g of Isopar L solution of Graft Copolymer 1 above, 11.5 g of Isopar L and carbon black (trade name “Lamp Black 101” manufactured by Evonik Degussa) 1.5 g are put in a pressure-resistant glass container, and zirconia beads (bead diameter) : 0.3 mm) After mixing 30 g, the mixture was stirred with a paint shaker for 2 hours. In this case, the amount of the graft copolymer 1 used for carbon black is 40%. Thereafter, the beads were removed to obtain a dispersion for an electrophoretic display element.
The obtained dispersion had a volume average particle diameter of 270 nm and a viscosity of 2.2 mPa · s.

次いで、作製した分散液を図2に示すようなガラス基板間に幅100μmの銅電極が配置された空間にマイクロシリンジを用いて毛細管現象を利用して封入した。15V及び−15Vの電圧を30秒間隔(30秒を超えても泳動が見られる場合はスラリーの移動が観察されなくなるまでの期間)で交互に10分間印加し、電気泳動粒子の移動をガラス基板上部から光学顕微鏡で観察し、分散安定性、泳動速度及び再泳動性を以下の指標により評価した。評価結果を表5に示す。   Next, the prepared dispersion was sealed using a microsyringe in a space in which a copper electrode having a width of 100 μm was arranged between glass substrates as shown in FIG. A voltage of 15 V and −15 V is applied alternately for 30 minutes at intervals of 30 seconds (a period until migration of the slurry is not observed when migration is observed even after exceeding 30 seconds) to move the electrophoretic particles to the glass substrate. It observed with the optical microscope from the upper part, and evaluated the dispersion stability, the migration speed, and the re-migration property with the following parameters | indexes. The evaluation results are shown in Table 5.

<分散安定性>
○:凝集体が観察されない
△:1〜10μm程度の凝集体が観察される
×:10μmを超える凝集体が観察される
<泳動速度>
銅電極間に電圧を印加した後、スラリーの移動が見られなくなるまでの時間を測定した。各試料について測定を5回行い、その平均値(秒)を泳動速度とした。
<再泳動性>
◎:電圧切り替え後、電極からほぼ全ての粒子が泳動する
○:電圧切り替え後、電極から粒子が泳動するが、少量の粒子が電極に付着したまま
残留する(電極に付着している粒子は全粒子の30%未満)
△:電圧切り替え後、電極から粒子が泳動するが、多量の粒子が電極に付着したまま
残留する(電極に付着している粒子は全粒子の30%以上)
×:電圧を切り替えても、殆ど粒子の泳動が観察されない。
<Dispersion stability>
○: Aggregates are not observed Δ: Aggregates of about 10 to 10 μm are observed ×: Aggregates exceeding 10 μm are observed <Migration speed>
After applying a voltage between the copper electrodes, the time until no slurry movement was observed was measured. Each sample was measured five times, and the average value (seconds) was taken as the migration speed.
<Remigration properties>
◎: Almost all particles migrate from the electrode after voltage switching ○: Particles migrate from the electrode after voltage switching, but a small amount of particles remain attached to the electrode (all particles attached to the electrode Less than 30% of particles)
Δ: After voltage switching, particles migrate from the electrode, but a large amount of particles remain attached to the electrode (particles attached to the electrode are 30% or more of all particles)
X: Almost no migration of particles is observed even when the voltage is switched.

実施例2〜23、比較例1〜5
共重合体(分散剤)、顔料、分散剤濃度及び溶媒を表4に示す通り用いた以外は実施例1と同様の操作により電気泳動表示素子用分散液を得た。
各分散液の評価結果を表5に示す。
Examples 2 to 23, Comparative Examples 1 to 5
A dispersion for an electrophoretic display device was obtained by the same operation as in Example 1 except that the copolymer (dispersant), pigment, dispersant concentration and solvent were used as shown in Table 4.
The evaluation results of each dispersion are shown in Table 5.

Figure 2012173539
Figure 2012173539

表4で用いた化合物の詳細を以下に示す。
Lamp Black101:カーボンブラック(エボニックデグサ社製)
PrintexA:カーボンブラック(エボニックデグサ社製)
MA11:カーボンブラック(三菱化学社製)
アイソパーL:イソパラフィン系炭化水素溶剤(エクソンモービル社製)
アイソパーV:イソパラフィン系炭化水素溶剤(エクソンモービル社製)
カプリル酸2EH:カプリル酸2−エチルヘキシル
パルミチン酸2EH:パルミチン酸2−エチルヘキシル
Details of the compounds used in Table 4 are shown below.
Lamp Black101: Carbon Black (Evonik Degussa)
Printex A: Carbon black (Evonik Degussa)
MA11: Carbon black (Mitsubishi Chemical Corporation)
Isopar L: Isoparaffinic hydrocarbon solvent (ExxonMobil Corp.)
Isopar V: Isoparaffinic hydrocarbon solvent (manufactured by ExxonMobil)
Caprylic acid 2EH: 2-ethylhexyl caprylate Palmitic acid 2EH: 2-ethylhexyl palmitate

Figure 2012173539
Figure 2012173539

本発明による電気泳動素子用分散液を用いた実施例1〜23においては良好な泳動速度と再泳動性を有し、その分散安定性も優れていることが確認された。中でも非極性溶媒としてカプリル酸2−エチルヘキシルを用いた実施例2では分散安定性及び再泳動性に加えて優れた泳動速度をも示す結果が得られた。   In Examples 1 to 23 using the dispersion liquid for electrophoretic elements according to the present invention, it was confirmed that the electrophoretic element dispersion had good migration speed and re-migrating property, and its dispersion stability was also excellent. In particular, in Example 2 using 2-ethylhexyl caprylate as the nonpolar solvent, results showing excellent migration speed in addition to dispersion stability and re-migration properties were obtained.

実施例1、14及び15の比較において、窒素原子含有重合体(A)が3級アミノ基を有する実施例1及び4級アンモニウム塩を有する実施例15の方がアミド基を有する実施例14よりもより良好な分散安定性及び再泳動性が得られることが
確認された。
また、分散液の粒子径に関してみれば、若干粒子径が小さい実施例7は同じ分散剤を用いた実施例6に比較して泳動速度がやや遅くなる結果が得られた。
さらに、実施例6、18及び19の比較では、グラフト共重合体における窒素原子含有(A)の割合が70質量%と高い実施例19に対して、本発明にて好ましい範囲である実施例6及び18では分散安定性及び再泳動性が良好である結果が得られた。
In comparison between Examples 1, 14, and 15, Example 1 in which the nitrogen atom-containing polymer (A) has a tertiary amino group and Example 15 having a quaternary ammonium salt are more effective than Example 14 having an amide group. It was confirmed that better dispersion stability and re-migration properties can be obtained.
As for the particle size of the dispersion, Example 7 with a slightly smaller particle size resulted in a slightly slower migration speed than Example 6 using the same dispersant.
Furthermore, in the comparison of Examples 6, 18 and 19, Example 6 which is a preferred range in the present invention with respect to Example 19 in which the ratio of nitrogen atom content (A) in the graft copolymer is as high as 70% by mass. No. 18 and No. 18 gave the results that the dispersion stability and re-migration properties were good.

これに対して、リニア共重合体を分散剤とした比較例1及び2では分散安定性が不十分であることが確認された。また、グラフト共重合体であっても主鎖または側鎖に窒素原子を含有しない比較例3及び4、並び炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルを構成単量体に含まない比較例5では分散安定性および電気泳動性に関して劣悪な結果が得られた。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 using a linear copolymer as a dispersant, it was confirmed that the dispersion stability was insufficient. Moreover, even if it is a graft copolymer, the comparative monomer 3 and 4 which do not contain a nitrogen atom in a principal chain or a side chain, and the (meth) acrylic acid alkyl which has a C8 or more alkyl group are included in a constituent monomer In Comparative Example 5 where there was no, poor results were obtained with respect to dispersion stability and electrophoretic properties.

本発明のグラフト共重合体を分散剤によれば、安価で且つ高品質な画像を有し、応答速度の優れた電気泳動表示素子用分散液を得られるため、電子ペーパーや電子ブック等の画像表示媒体に有効に利用することができる。   According to the dispersant of the graft copolymer of the present invention, a dispersion for an electrophoretic display element having an inexpensive and high-quality image and an excellent response speed can be obtained. It can be effectively used for a display medium.

Claims (17)

表面にグラフト共重合体が吸着した顔料粒子が非極性溶媒中に分散した分散液を含む電気泳動表示素子用分散液であって、該グラフト共重合体が窒素原子含有重合体(A)と、炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含むアクリル系重合体(B)のうちのいずれか一方を主鎖とし、他方を側鎖とするグラフト共重合体であることを特徴とする電気泳動表示素子用分散液。   A dispersion for an electrophoretic display device comprising a dispersion in which pigment particles having a graft copolymer adsorbed on a surface are dispersed in a nonpolar solvent, wherein the graft copolymer is a nitrogen atom-containing polymer (A), Graft copolymer with one of the acrylic polymers (B) containing a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms as a constituent monomer as the main chain and the other as the side chain A dispersion for electrophoretic display elements, characterized by being a coalescence. 上記窒素原子含有重合体(A)が3級アミノ基及び/又は4級アンモニウム基を有することを特徴とする、請求項1に記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion for electrophoretic display elements according to claim 1, wherein the nitrogen atom-containing polymer (A) has a tertiary amino group and / or a quaternary ammonium group. 上記窒素原子含有重合体(A)のアミン価が40〜300mgKOH/gであることを特徴とする請求項2に記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion for an electrophoretic display element according to claim 2, wherein the nitrogen atom-containing polymer (A) has an amine value of 40 to 300 mgKOH / g. 上記アクリル系重合体(B)がカルボキシル基を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to claim 1, wherein the acrylic polymer (B) has a carboxyl group. 上記アクリル系重合体(B)の酸価が1〜80mgKOH/gであることを特徴とする請求項4に記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to claim 4, wherein the acrylic polymer (B) has an acid value of 1 to 80 mgKOH / g. 上記アクリル系重合体(B)の重量平均分子量が1000〜40000であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to claim 1, wherein the acrylic polymer (B) has a weight average molecular weight of 1000 to 40000. 上記グラフト共重合体の重量平均分子量が2000〜80000であることを特徴とする、請求項1〜6に記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to claim 1, wherein the graft copolymer has a weight average molecular weight of 2000 to 80000. 上記グラフト共重合体における上記窒素含有重合体(A)の割合が、10〜50質量%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion for an electrophoretic display element according to claim 1, wherein a ratio of the nitrogen-containing polymer (A) in the graft copolymer is 10 to 50% by mass. 上記グラフト共重合体が、上記窒素原子含有重合体(A)を主鎖とし、上記炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成単量体に含むアクリル系重合体(B)を側鎖とすることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。   An acrylic polymer in which the graft copolymer includes, as a constituent monomer, a (meth) acrylic acid alkyl ester having a main chain of the nitrogen atom-containing polymer (A) and the alkyl group having 8 or more carbon atoms. The dispersion for an electrophoretic display element according to claim 1, wherein B) is a side chain. 上記側鎖が末端に重合性不飽和二重結合を有するマクロモノマーに由来するものであることを特徴とする請求項9に記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion for an electrophoretic display element according to claim 9, wherein the side chain is derived from a macromonomer having a polymerizable unsaturated double bond at the terminal. 上記グラフト共重合体が、顔料100質量部に対して1〜100質量部の割合で存在していることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion for an electrophoretic display element according to any one of claims 1 to 10, wherein the graft copolymer is present in a ratio of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment. 上記非極性溶媒中に分散した顔料粒子の体積平均粒子径が、0.1〜1.0μmの範囲であることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。   The volume average particle diameter of the pigment particles dispersed in the nonpolar solvent is in the range of 0.1 to 1.0 µm, for an electrophoretic display element according to any one of claims 1 to 11. Dispersion. 上記顔料粒子がカーボンブラックであることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to claim 1, wherein the pigment particles are carbon black. 上記非極性溶媒が、脂肪族炭化水素及び/又は脂肪酸アルキルエステルを含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion liquid for electrophoretic display elements according to claim 1, wherein the nonpolar solvent contains an aliphatic hydrocarbon and / or a fatty acid alkyl ester. 上記非極性溶媒が、炭素数10以上かつ25℃における粘度が15mPa・s以下の脂肪酸アルキルエステルであることを特徴とする請求項14に記載の電気泳動表示素子用分散液。   The dispersion for an electrophoretic display element according to claim 14, wherein the nonpolar solvent is a fatty acid alkyl ester having 10 or more carbon atoms and a viscosity at 25 ° C of 15 mPa · s or less. 上記請求項1〜15のいずれかに記載の電気泳動表示素子用分散液を含有してなることを特徴とする画像表示素子。   An image display element comprising the dispersion liquid for electrophoretic display elements according to any one of claims 1 to 15. 上記請求項16に記載の画像表示素子を用いてなる画像表示装置。   An image display device using the image display element according to claim 16.
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