JP2014214217A - 着色液体、及び分離液状着色組成物 - Google Patents

着色液体、及び分離液状着色組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP2014214217A
JP2014214217A JP2013092323A JP2013092323A JP2014214217A JP 2014214217 A JP2014214217 A JP 2014214217A JP 2013092323 A JP2013092323 A JP 2013092323A JP 2013092323 A JP2013092323 A JP 2013092323A JP 2014214217 A JP2014214217 A JP 2014214217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymerizable monomer
liquid
colored liquid
meth
alkyl group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013092323A
Other languages
English (en)
Inventor
麻衣子 北出
Maiko KITADE
麻衣子 北出
由希枝 植村
Yukie Uemura
由希枝 植村
正喜 保坂
Masaki Hosaka
正喜 保坂
卓哲 鍋
Takaaki Nabe
卓哲 鍋
信洋 小江
Nobuhiro Oe
信洋 小江
寿計 田中
Hisakazu Tanaka
寿計 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
DIC Corp
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIC Corp, Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical DIC Corp
Priority to JP2013092323A priority Critical patent/JP2014214217A/ja
Publication of JP2014214217A publication Critical patent/JP2014214217A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/17Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on variable-absorption elements not provided for in groups G02F1/015 - G02F1/169

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

【課題】 非極性溶媒中に着色剤である色素が添加されたエレクトロウエッティング方式又はエレクトロフルイディック方式のデバイスに使用する着色液体であって、極性溶媒との分離性に優れる着色液体、及びそれを使用した分離液状着色組成物を提供する。
【解決手段】 外部電場によって液体を移動もしくは変形させることにより、色あるいは明るさを変調するエレクトロウエッティング方式又はエレクトロフルイディック方式のデバイスに使用する着色液体であって、非極性溶媒と、色素と、極性基及び長鎖アルキルを有する樹脂(P)を含有する着色液体。
【選択図】 なし

Description

本発明は、外部電場を利用して液体を移動させる変調方式、特にエレクトロウエッティングデバイスあるいはエレクトロフルイディックデバイスに使用する着色液体、及び分離液状着色組成物に関する。
外部電場を利用して液体を移動させる変調方式は、画像表示デバイス、あるいは光学シャッタ、光ピックアップ装置、液体光学レンズ等の光学素子として検討されている。これらの変調方式の代表的なものとしては、電気浸透(electroosmosis)方式、電気泳動(electrophoretic)方式、エレクトロフルイディック(electrofluidic)方式、エレクトロウエッテイング(electrowetting)方式等がある。
この中でエレクトロウエッティング方式は、高いコントラスト比と広い視野角を有し、フロントライトやバックライトを必要としないため、消費電力のかからない画像表示デバイスとして検討がなされている。その原理は特許文献1及び2に記載されているように、「電気毛管」と呼ばれる概念に基づき、電圧の印加非印加により、非着色液体中に存在する着色液体からなる液滴を拡大ないし縮小(あるいは、着色液体中に存在する非着色液体からなる液滴を拡大ないし縮小)することで、着色画像を形成するものである。
このような、分離液状の非着色液体と着色液体とからなる液体(以下、分離液状着色液体と称す)は、分離即ち混和しない必要があることから、一般に、シリコンオイル等の非極性溶媒と、水やアルコール、エチレングリコール等の極性溶媒とが使用され、そのいずれかに着色剤が添加されている。
例えば極性溶媒中に着色剤を添加する例として、特許文献3には、極性溶媒中に、カチオンとアニオンとを組み合わせた常温溶融塩を含有するイオン性液体と、カルボキシル基、ヒドロキシル基、カルボニル基、スルホン基、水酸基、リン酸基などの官能基を有する自己分散型顔料を添加した着色液体を使用することが開示されている。また特許文献4には、特定の粘度と表面張力を有する極性溶媒中に顔料や染料を添加されてなる、特定の電気伝導度とイオン半径を有する着色液体を使用することが開示されている。
また、非極性溶媒中に着色剤を添加する例として、特許文献5には、デカン、デカリンもしくはテトラリン等の非極性溶媒中に、有機顔料および/または無機顔料、溶媒可溶性のまたは溶媒分散可能なポリマー分散剤、及び、アルデヒド樹脂またはケトン樹脂を添加した着色液体を使用することが開示されている。
特開平10−39800号公報 特開平10−74055号公報 特開2008−203282号公報 WO2011/017446号公報 特表2011−510336号公報
本発明の課題は、非極性溶媒中に着色剤である色素が添加されたエレクトロウエッティング方式又はエレクトロフルイディック方式のデバイスに使用する着色液体であって、極性溶媒との分離性に優れる着色液体、及びそれを使用した分離液状着色組成物を提供することにある。
本発明者らは、非極性溶媒中に極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂を添加することで、前記課題を解決することを見出した。
即ち本発明は、外部電場によって液体を移動もしくは変形させることにより、色あるいは明るさを変調するエレクトロウエッティング方式又はエレクトロフルイディック方式のデバイスに使用する着色液体であって、非極性溶媒と、色素と、極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(P)とを含有する着色液体を提供する。
また本発明は、前記記載の着色液体、及び、前記着色液体とは混和しない極性溶媒とを含有する分離液状着色組成物を提供する。
また本発明は、前記記載の着色液体の、外部電場によって液体を移動もしくは変形させることにより、色あるいは明るさを変調する光変調方式のデバイスにおける画像を生成するための着色剤としての使用を提供する。
本発明により、着色された非極性溶媒と極性溶媒との分離性に優れ、エレクトロウエッティング方式又はエレクトロフルイディック方式のデバイスとして有用な分離液状着色組成物を提供することができる。
(非極性溶媒)
本発明の着色液体で使用する非極性溶媒は、エレクトロウエッティングデバイス及びエレクトロフルイディックデバイスにおいて通常使用されている非極性溶媒であれば、特に限定はなく公知のものを使用できる。具体的には例えば、非水性の直鎖状および/または分枝状または環状の炭素原子数4〜30のアルカン、好ましくは、ペンタン、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロへプタン、シクロオクタン、メチルシクロへキサン、特に好ましくは、デカン、テトラデカン、ウンデカンおよびドデカンまたはこれらの任意の比率の混合物;直鎖状および/または分枝状および/または環状の炭素原子数1〜30のハロアルカン、好ましくはジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロシクロヘキサン、およびそれらの位置異性体;炭素原子数6〜22の芳香族化合物、好ましくは、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、またはこれらの任意の比率の混合物;あるいは水素添加された炭素原子数10〜22の芳香族化合物、好ましくは、テトラリン、シス−デカリンおよびトランス−デカリン、またはこれらの任意の比率の混合物、特に好ましくは、シス−デカリンおよびトランス−デカリン;
ハロゲン化炭素原子数6〜22の芳香族化合物、好ましくは、クロロベンゼン、フルオロベンゼン、ジクロロベンゼンまたはジフルオロベンゼン、トリクロロベンゼンまたはトリフルオロベンゼン、クロロナフタレンまたはフルオロナフタレン、およびそれらの位置異性体;直鎖状および/または分枝状および/または環状の炭素原子数4〜22のアルコール、好ましくは、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、ベンジルアルコール、フェニルエタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、またはシクロオクタノール、およびそれらの位置異性体;直鎖状および/または分枝状および/または環状のエーテル、好ましくは、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、tert−アミルメチルエーテル、tert−アミルエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジグリム、トリグリム、フラン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロメチルフラン、ジオキソラン、テトラヒドロチオフェン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、メトキシベンゼン、メチルチオベンゼン、エトキシベンゼン、およびそれらの位置異性体;
直鎖状および/または分枝状および/または環状のケトン、好ましくは、アセトン、トリクロロアセトン、ブタノン、ペンタノン、ヘキサノン、ヘプタノン、オクタノン、ノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、アセチルアセトン、およびそれらの位置異性体;
直鎖状および/または分枝状および/または環状のニトロアルカン、好ましくは、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロシクロへキサン、およびそれらの位置異性体;
炭素原子数6〜22のニトロ芳香族化合物、好ましくはニトロベンゼン;直鎖状および/または分枝状および/または環状のアミン、好ましくは、tert−ブチルアミン、ジアミノエタン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、N−メチルアニリン、およびN,N−ジメチルアニリン、およびそれらの位置異性体;ヘキサメチルジシラン、ジフェニルジメチルシラン、クロロフェニルトリメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、フェネチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、フェニルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、ポリジメチルシロキサン、テトラフェニルテトラメチルトリシロキサン、ポリ(3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン)、3,5,7−トリフェニルノナメチルペンタシロキサン、3,5−ジフェニルオクタメチルテトラシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−1,3,3,5−テトラメチル−トリシロキサン、およびヘキサメチルシクロトリシロキサン等のシリコーンオイル;ハイドロフルオロエーテル、クロロジフルオロメタン、1,1,1,2-テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン、1,1−ジフルオロエタン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、オクタフルオロプロパン、または上記溶媒の任意の比率での混合物が包含される。
中でも、デカン、ドデカン、テトラデカン、デカリン、テトラリン、ポリジメチルシロキサンまたはそれらの混合物、またはそれらの物質を主成分として含むものが特に好ましい。
(色素)
本発明で使用する色素としては、顔料や染料等が挙げられるが、本発明においては、耐候性等の観点から顔料を使用することが好ましい。顔料としては、公知慣用の有機顔料あるいは無機顔料を使用することができる。また、前記顔料を樹脂で被覆してなる色素を使用することもできる。
有機顔料としては、例えば、ペリレン・ペリノン系化合物顔料、キナクリドン系化合物顔料、フタロシアニン系化合物顔料、アントラキノン系化合物顔料、フタロン系化合物顔料、ジオキサジン系化合物顔料、イソインドリノン系化合物顔料、イソインドリン系化合物顔料、ジケトピロロピロール系化合物顔料、不溶性アゾ系化合物顔料、溶性アゾ系化合物顔料、縮合アゾ系化合物顔料、アニリンブラック顔料等が挙げられる。有機顔料の具体例を挙げると、例えば次の通りである。
ペリレン・ペリノン系化合物顔料としては、例えばC.I.PigmentViolet 29、C.I.Pigment Red 123、同149、同178、同179、C.I.Pigment Black 31、同32、C.I.Pigment Orange 43等の顔料が挙げられる。
キナクリドン系化合物顔料としては、例えばC.I.Pigment Violet 19、同42、C.I.Pigment Red 122、同202、同206、同207、同209、C.I.Pigment Orange 48、同49等の顔料が挙げられる。
フタロシアニン系化合物顔料としては、例えばC.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、C.I.Pigment Green 7、同36等の顔料が挙げられる。
アントラキノン系化合物顔料としては、例えばC.I.Pigment Blue 60、C.I.Pigment Yellow 24、同108、C.I.Pigment Red 168、同177、C.I.Pigment Orange 40等の顔料が挙げられる。
フタロン系化合物顔料としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 138等の顔料が挙げられる。
ジオキサジン系化合物顔料としては、例えばC.I.Pigment Violet 23、同37等の顔料が挙げられる。
イソインドリノン系化合物顔料としては、例えばC.I.Pigment Yellow 109、同110、同173、C.I.Pigment Orange 61等の顔料が挙げられる。
イソインドリン系化合物顔料としては、例えばC.I.PigmentYellow 139、同185、C.I.Pigment Orange 66、C.I.Pigment Brown 38等の顔料が挙げられる。
ジケトピロロピロール系化合物顔料としては、例えばC.I.PigmentRed 254、同255等の顔料がある。
不溶性アゾ系化合物顔料としては、例えば C.I.Pigment Yellow 1、同3、同12、同13、同14、同17、同55、同73、同74、同81、同83、同97、同130、同151、同152、同154、同156、同165、同166、同167、同170、同171、同172、同174、同175、同176、同180、同181、同188、C.I.Pigment Orange 16、同36、同60、C.I.Pigment Red5、同22、同31、同112、同146、同150、同171、同175、同176、同183、同185、同208、同213、C.I.PigmentViolet 43、同44、C.I.Pigment Blue 25、同26等の顔料が挙げられる。
溶性アゾ系化合物顔料としては、例えばC.I.Pigment Red 53:1、同57:1、同48等の顔料がある。
縮合アゾ系化合物顔料としては、例えば C.I.Pigment Yellow 93、同94、同95、同128、同166、C.I.PigmentOrange 31C.I.Pigment Red 144、同166、同214、同220、同221、同242、同248、同262、C.I.Pigment Brown 41、同42等の顔料がある。
アニリンブラック顔料としては、C.I.Pigment Black 1があげられる。
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、硫化亜鉛、鉛白、亜鉛華、リトボン、アンチモンホワイト、塩基性硫酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、シリカ、カーボンブラック、鉄黒、チタンブラック、コバルトバイオレット、バーミリオン、モリブデンオレンジ、鉛丹、ベンガラ、黄鉛、カドミウムイエロー、ジンククロメート、イエローオーカー、酸化クロム、群青、紺青、コバルトブルー等が挙げられる。
本発明においてデバイスを白黒の表示とさせたい場合は、色素としてカーボンブラックやチタンブラックを使用する。
また、染料としては、例えば、C.I.アシッド ブラック1、2、7、16、17、24、26、28、31、41、48、52、58、60、63、94、107、109、112、118、119、121、122、131、155、156;C.I.アシッド イエロー1、3、4、7、11、12、13、14、17、18、19、23、25、29、34、38、40、41、42、42、76、78、79、99、111、114、116、122、135、142、161、172、;C.I.アシッド オレンジ7、8、10、19、20、24、28、33、41、45、51、56、64;C.I.アシッド レッド1、4、6、8、13、14、15、18、19、21、26、27、30、32、34、35、37、40、42、44、51、52、54、57、80、82、83、85、87、88、89、92、94、97、106、108、110、111、114、115、119、129、131、133、134、135、143、143:1、144、152、154、155、172、176、180、184、186、187、249、254、256、289、317、318;C.I.アシッド バイオレット7、11、15、34、35、41、43、49、51、75;C.I.アシッド ブルー1、7、9、15、22、23、25、27、29、40、41、43、45、49、51、53、55、56、59、62、78、80、81、83、90、92、93、102、104、111、113、117、120、124、126、138、145、167、171、175、183、229、234、236、249;C.I.アシッド グリーン3、9、12、16、19、20、25、27、41、44;C.I.アシッド ブラウン4、14等の酸性染料や、
C.I.ベイシック ブラック2.8;C.I.ベイシック イエロー1、2、11、12、14、21、32、36;C.I.ベイシック オレンジ2、15、21、22;C.I.ベイシック レッド1、2、9、12、13、37;C.I.ベイシック バイオレット1、3、7、10、14;C.I.ベイシック ブルー1、3、5、7、9、24、25、26、28、29;C.I.ベイシック グリーン1、4;ベイシック ブラウン1、12等の塩基性染料や、
C.I.ダイレクト ブラック2、4、9、11、14、17、19、22、27、32、36、38、41、48、49、51、56、62、71、74、75、77、78、80、105、106、107、108、112、113、117、132、146、154、168、171、194;I.C.ダイレクト イエロー1、2、4、8、11、12、24、26、27、28、33、34、39、41、42、44、50、51、58、72、85、86、87、88、98、100、110、127、135、141、142、144;C.I.ダイレクト オレンジ6、8、10、26、29、41、49、52、102;C.I.ダイレクト レッド1、2、4、8、9、11、13、15、17、20、23、24、28、31、33、37、39、44、46、47、48、51、59、62、63、73、75、77、80、81、83、84、85、87、89、90、94、95、99、101、108、110、145、189、197、220、224、225、226、227、230、250、254、256、257;C.I.ダイレクト バイオレット1、7、9、12、35、48、51、90、94;C.I.ダイレクト ブルー1、2、6、8、15、22、25、34、69、70、71、72、75、76、78、80、81、82、83、86、90、98、106、110、110、120、123、158、163、165、192、193、194、195、196、199、200、201、202、203、207、218、236、237、239、246、258、287;ダイレクト グリーン1、6、8、28、33、37、63、64;C.I.ダイレクト ブラウン1A、2、6、25、27、44、58、95、10、101、106、112、173、194、195、209、210、211等の直接染料や、
C.I.リアクテブ ブラック1、3、5、6、8、12、14;C.I.リアクテブ イエロー1、2、3、13、14、15、17;C.I.リアクテブ オレンジ2、5、7、16、20、24;、リアクテブ レッド6、7、11、12、15、17、21、23、24、35、36、42、63、66、84、184;C.I.リアクテブ バイオレット2、4、5、8、9;C.I.リアクテブ ブルー2、5、7、12、13、14、15、17、18、19、20、21、25、27、28、37、38、40、41;C.I.リアクテブ グリーン5、7;リアクテブ ブラウン1、7、16等の反応性染料や、
C.I.フード ブラック1、2;C.I.フード イエロー3、4、5;C.I.フード レッド2、3、7、9、14、52、87、92、94、102、104、105、106;C.I.フード バイオレット2;C.I.フード ブルー1、2;C.I.フード グリーン2、3等の食品用色素等が挙げられる。
(色素:配合量)
前記非極性溶媒に対する前記色素の添加量は1〜50重量%の範囲が好ましく、より好ましくは2〜10重量%の範囲である。
(極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(P))
本発明で使用する極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(P)は、中でも、極性基及び長鎖アルキル基を有するアクリル系共重合樹脂(PA)が、色素との馴染みがよく、使用する色素に応じた分子設計が容易であることから好ましい。
(極性基及び長鎖アルキル基を有するアクリル系共重合樹脂(PA))
本発明で使用される極性基及び長鎖アルキル基を有するアクリル系共重合樹脂は、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する重合性単量体と必要に応じて長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)以外のその他の重合性単量体(B)をラジカル共重合反応することにより得ることが出来る。
ここで使用される重合性単量体(A)が有する長鎖アルキル基としては、炭素原子数8〜30のアルキル基が好ましく、炭素原子数10〜20のアルキル基がより好ましく、炭素原子数12〜18のアルキル基がさらに好ましい。これら長鎖アルキル基また、前記重合性単量体(A)の具体例としては、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート(ラウリル(メタ)アクリレート)、トリデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、ノナデシル(メタ)アクリレート、イコサニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの重合性単量体(A)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)以外のその他の重合性単量体(B)としては特に限定はなく、公知の重合性単量体を使用することが可能である。またビニル系重合性単量体も共重合可能である。例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、;ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェニルエチル(メタ)アクリレート等のアラルキル(メタ)アクリレート類;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、4−メトキシブチル(メタ)アクリレート等のω−アルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、
スチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル系重合性単量体類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;クロトン酸メチル、クロトン酸エチル等のクロトン酸のアルキルエステル類;ジメチルマレート、ジ−n−ブチルマレート、ジメチルフマレート、ジメチルイタコネート等の不飽和二塩基酸のジアルキルエステル類;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類;フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン等のフルオロオレフィン類;エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;シクロペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル類;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピロリジン、N−ビニルピロリドン等の3級アミド基含有重合性単量体類等が挙げられる。
また、前記ラジカル共重合反応方法としては、溶剤、あるいは重合開始剤にも特に限定はなく、公知の方法によりビニル系重合体セグメント(a2)を得ることができる。例えば、塊状ラジカル重合法、溶液ラジカル重合法、非水分散ラジカル重合法等の種々の重合法により、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート等の重合開始剤を使用して得ることができる。
前記極性基としては、顔料の親和性の観点から、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、メルカプト基、カルビノール基、水酸基等を有することが好ましい。中でもアミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、水酸基が好ましく、より好ましくはアミノ基である。
極性基及び長鎖アルキル基を有するアクリル系共重合樹脂(PA)は、長鎖アルキル基を有し、且つジアルキルアミノ基を有するアクリル共重合体や、長鎖アルキル基を有し、且つベンゼン環や芳香族基を有するアクリル共重合体が好ましい。
前記極性基及び長鎖アルキル基を有するアクリル系共重合樹脂(PA)の分子量は、重量平均分子量に換算して1000〜70000の範囲が好ましく、より好ましくは3000〜40000の範囲である。
色素に対する前記極性基及び長鎖アルキル基を有するアクリル系共重合樹脂(PA)の添加量は色素により異なるが、平均粒子径の小さい色素ほど添加量を多くすることが好ましい。具体的には、色素に対して10〜200質量%の範囲が好ましく、30〜150質量%の範囲が特に好ましい。使用量が少なすぎる場合には、色素の十分な安定性が得られないおそれがあり、一方多すぎる場合には色素同士の凝集が生じるおそれがある。
(リビングアニオン重合させた樹脂(PL))
前記極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(P)は、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する重合性単量体を重合開始剤(C)の存在下でリビングアニオン重合させた樹脂(PL)を含有することが好ましい。
リビングアニオンの方法にはいろいろあるが、本発明においては、複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを使用することが好ましい。具体的には、第一の重合性単量体と重合開始剤(C)とをマイクロリアクター内の流路へ導入してリビングアニオン重合させ、中間重合体を形成する第1工程と、前記中間重合体と第2の重合性単量体とを前記マイクロリアクターに導入し、前記マイクロリアクター内で、前記中間重合体の成長末端に前記長鎖アルキル基を有する重合性単量体をリビングアニオン重合させ、ブロック共重合体を形成する第2工程とを有する。本発明で使用する前記樹脂(P)を得るには、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体の少なくとも一方として、前記長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する。以下具体的態様について詳細に説明する。
(リビングアニオン重合させた樹脂(PL)の製造方法)
本発明で使用する長鎖アルキル基を有する重合体(A)を含有する重合性単量体を重合開始剤(C)の存在下でリビングアニオン重合させた樹脂(PL)の製造方法には、下記の2つの態様がある。
第1の態様は、複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを用いて、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する重合性単量体と、重合開始剤(C)とをマイクロリアクター内の流路へ導入してリビングアニオン重合させて重合体を得る方法である。この第1の態様においては、重合体の原料として用いる重合性単量体に長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を単独で用いても、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)と、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)以外のその他の重合性単量体(B)を併用しても構わない。
一方、第2の態様は、複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを用いて、第1の重合性単量体と、重合開始剤(C)とをマイクロリアクター内の流路へ導入してリビングアニオン重合させ、中間重合体を形成する第1工程と、前記中間重合体と、第2の重合性単量体とを前記マイクロリアクターに導入し、前記マイクロリアクター内で、前記中間重合体の成長末端に前記長鎖アルキル基を有する重合性単量体をリビングアニオン重合させ、ブロック共重合体を形成する第2工程とを有し、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体の少なくとも一方に長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有させることによって重合体を得る方法である。
すなわち、第1工程で用いる重合性単量体、第2工程で用いる重合性単量体のいずれかに長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)が含有されていればよく、それ以外に用いる重合性単量体は、後述する長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)以外のその他の重合性単量体(B)を用いることができる。
前記重合性単量体(A)が有する長鎖アルキル基としては、炭素原子数8〜30のアルキル基が好ましく、炭素原子数10〜20のアルキル基がより好ましく、炭素原子数12〜18のアルキル基がさらに好ましい。また、前記重合性単量体(A)の具体例としては、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート(ラウリル(メタ)アクリレート)、トリデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、ノナデシル(メタ)アクリレート、イコサニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの重合性単量体(A)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
一方、上記の長鎖アルキル基を有する重合性単量体以外のその他の重合性単量体(B)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有する(メタ)アクリレート;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、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のアルキルアミノ基を有する(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド化合物;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、ナフチルビニルピリジン等のビニルピリジン化合物;メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルキルポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート;パーフルオロアルキルエチル(メタ)アクリレート等のフッ素系(メタ)アクリレート;スチレン、スチレン誘導体(p−ジメチルシリルスチレン、(p−ビニルフェニル)メチルスルフィド、p−ヘキシニルスチレン、p−メトキシスチレン、p−tert−ブチルジメチルシロキシスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン等)、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、1,1−ジフェニルエチレン等の芳香族ビニル化合物;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、t−ブチルメタアクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールテトラ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシメトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレートトリシクロデカニル(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート化合物;1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,3−シクロヘキサジエン等の共役ジエンなどが挙げられる。これら他の重合性単量体は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
また、前記パーフルオロアルキルエチルメタクリレートにおけるアルキル基としては特に限定されるものではなく、パーフルオロアルキルエチルメタクリレートの具体例としては、2−(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート等が挙げられる。
なお本発明において「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートとアクリレートの一方又は両方をいう。
上記の第1の態様による重合体の製造方法において、重合体の原料として、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)のみを用いることで、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)の単独重合体が得られる。また、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)の他に前記重合性単量体(B)も併用することで、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)と前記重合性単量体(B)とのランダム共重合体が得られる。
一方、第2の態様による重合体の製造方法では、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体に、それぞれ単一の重合性単量体を用いることにより、ブロック共重合体を製造することができる。例えば、前記第1の重合性単量体として、前記重合性単量体(B)の1種類のみを用い、前記第2の重合性単量体として、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)のみを用いることで、A−B型のブロック共重合体を製造することができる。
また、第2の態様による重合体の製造方法において、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体に、複数の種類の重合性単量体を用いることで、構成の異なる重合体ブロックを複数有する共重合体を得ることができる。
また、上記の第2の態様による重合体の製造方法において、第1工程での重合反応、第2工程での重合反応に加え、第2工程で得られた中間重合体と、前記第1工程及び第2工程で用いた重合性単量体と種類が異なる重合性単量体とを前記マイクロリアクターに導入し、第2工程で得られた中間重合体の成長末端に前記第3の重合性単量体をリビングアニオン重合させ、ブロック共重合体を形成する第3工程を行い、三元のブロック共重合体としても構わない。
上記の第1の態様及び第2の態様におけるリビングアニオン重合の際に、前記重合性単量体と、重合開始剤に加え、塩化リチウム、過塩素酸リチウム、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン及びピリジンからなる群から選ばれる1種以上の添加剤を存在させることで、通常は低温で行う必要があるリビングアニオン重合を工業的に製造可能な温度域で行うことができる。ここで、これら添加剤は、上記の第1の態様又は第2の態様において用いる重合性単量体の構造又は重合反応により得られた重合体の構造に存在するエステル結合への重合開始剤(アニオン)の求核反応を防ぐ働きがあるものと考えられる。また、これらの添加剤の使用量は、前記重合開始剤の量に応じて適宜調整することができるが、重合反応速度を高め、生成する重合体の分子量制御が容易となることから、重合開始剤1モルに対して0.05〜10モルが好ましく、0.1〜5モルがより好ましい。
上記の第2の態様においては、第1工程での重合反応と、第2工程での重合反応の少なくともいずれかにおいて、塩化リチウム、過塩素酸リチウム、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン及びピリジンからなる群から選ばれる1種以上の添加剤を存在させることができるが、当該添加剤は、第1工程での重合反応のみ、第2工程での重合反応のみに存在させても、第1工程及び第2工程の両方の重合反応に存在させても構わない。
また、重合性単量体、重合開始剤、添加剤は、有機溶剤を用いて、希釈ないし溶解して、溶液としてマイクロリアクターに導入することが好ましい。
前記有機溶剤としては、例えば、ペンタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デカリン、テトラリン、及びこれらの誘導体等の炭化水素溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトシキエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジグライム等のエーテル溶剤等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
重合性単量体の有機溶剤溶液中の濃度としては、単位時間当たりの重合体の生成量が良好となり、重合反応熱の除熱も効率的に行えることから、0.01〜4M(mol/L、以下同じ。)の範囲が好ましく、0.05〜3Mの範囲がより好ましく、0.1〜2Mの範囲が特に好ましい。
前記重合開始剤としては、有機リチウムを用いることができるが、例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム(n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、iso−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムなど)、ペンチルリチウム、ヘキシルリチウム等のアルキルリチウム;メトキシメチルリチウム、エトキシメチルリチウム等のアルコキシアルキルリチウム;α−メチルスチリルリチウム;1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−メチルペントリルリチウム、3−メチル−1,1−ジフェニルペンチルリチウム等のジアリールアルキルリチウム;ビニルリチウム、アリルリチウム、プロペニルリチウム、ブテニルリチウム等のアルケニルリチウム;エチニルリチウム、ブチニルリチウム、ペンチニルリチウム、ヘキシニルリチウム等のアルキニルリチウム;ベンジルリチウム、フェニルエチルリチウム等のアラルキルリチウム;フェニルリチウム、ナフチルリチウム等のアリールリチウム;2−チエニルリチウム、4−ピリジルリチウム、2−キノリルリチウム等のヘテロ環リチウム;トリ(n−ブチル)マグネシウムリチウム、トリメチルマグネシウムリチウム等のアルキルリチウムマグネシウム錯体などが挙げられる。これらの中でも、重合反応を効率よく進行させることができることから、アルキルリチウムが好ましく、その中でもn−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウムが好ましい。また、工業的に入手が容易で安全性が高いことから、n−ブチルリチウムがより好ましい。これらの重合開始剤は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
また、上記のように、これらの重合開始剤は、有機溶剤を用いて、希釈ないし溶解して、溶液としてマイクロリアクターに導入することが好ましく、用いる有機溶剤としては、重合開始剤の溶解性や対カチオンに対する溶媒和が高く、重合速度が高いことから、テトラヒドロフラン(THF)が好ましい。
また、ジフェニルエチレン又はその誘導体(以下、「ジフェニルエチレン等」と略記する。)を重合開始剤である有機リチウムとともにマイクロリアクターへ導入することが好ましい。ジフェニルエチレン等の使用により、フェニル基により嵩高い重合開始剤となるため、重合開始剤の活性を弱めることができることから、重合性単量体として(メタ)アクリレート系単量体を用いる場合に、副反応を抑制し適切にリビングアニオン重合を制御できる利点がある。なお、ジフェニルエチレン等は、重合開始剤である有機リチウムと別個にマイクロリアクターへ導入してマイクロリアクター内で混合しても、予め重合開始剤である有機リチウムと混合して、ジフェニルエチレン等と有機リチウムとの反応物とした後、マイクロリアクターへ導入しても構わない。
前記重合開始剤の有機溶剤溶液中の濃度としては、重合反応を効率よく進行させることができ、マイクロリアクターの流路が閉塞の原因となる重合中の不溶性物質が析出を抑制できることから、0.001〜1Mの範囲が好ましく、0.002〜0.75Mの範囲がより好ましく、0.01〜0.5Mの範囲がさらに好ましく、0.02〜0.2Mの範囲が特に好ましい。
また、前記樹脂(PL)の製造方法の第2の態様において、第1工程で得られた中間重合体は、第2工程で長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)と接触させ、リビングアニオン重合反応を行うが、当該中間重合体は有機溶剤に溶解した溶液の状態で、マイクロリアクターに導入することが好ましい。
前記樹脂(PL)の製造方法で用いるマイクロリアクターは、複数の液体を混合可能な流路を備えるものであるが、流路が設置された伝熱性反応容器を有するものが好ましく、内部に微小管状流路が形成された伝熱性反応容器を有するものがより好ましく、表面に複数の溝部が形成された伝熱性プレート状構造体を積層された伝熱性反応容器を有するものが特に好ましい。
前記樹脂(PL)の製造におけるリビングアニオン重合反応は、第1の態様、第2の態様ともに、従来のバッチ方式での反応温度である−78℃以下の温度で行うこともできるが、工業的に実施可能な温度である−40℃以上の温度でも行うことができ、−28℃以上でも行うことができる。反応温度が−40℃以上であると、簡易な構成の冷却装置を用いて重合体を製造することができ、製造コストを低減できることから好ましい。また、前記温度が−28℃以上であると、より簡易な構成の冷却装置を用いて重合体を製造することができ、製造コストを大幅に低減できることから好ましい。
前記樹脂(PL)の製造に用いるマイクロリアクターが備える複数の液体を混合可能な流路としては、マイクロミキサーが挙げられる。このマイクロミキサーとしては、市販されているマイクロミキサーを用いることが可能であり、例えば、インターディジタルチャンネル構造体を備えるマイクロリアクター、インスティチュート・フュール・マイクロテクニック・マインツ(IMM)社製シングルミキサー及びキャタピラーミキサー;ミクログラス社製ミクログラスリアクター;CPCシステムス社製サイトス;山武社製YM−1、YM−2型ミキサー;島津GLC社製ミキシングティー及びティー(T字コネクタ);マイクロ化学技研社製IMTチップリアクター;東レエンジニアリング開発品マイクロ・ハイ・ミキサー等が挙げられ、いずれも本発明で使用することができる。
さらに、好ましい形態のマイクロミキサーシステムとして、重合体が通る流路をもつプロセスプレートと重合開始剤が通る流路をもつプロセスプレートを上下に積層し、流路出口で該2流体を合一させるマイクロミキサーと、合流後の流体が通る流路をもつマイクロミキサーを組み合わせることが好ましい。
上記の形成方法で説明した反応流路は、少なくとも2つの部材を組み合わせて、部材間に形成された空間を反応流路とするものであるが、それ以外にも単なる管やパイプ形状のものを反応流路として用いても構わない。流路を流す流速としては、重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含有する流体の反応容器内でのレイノルズ数を2〜300で連続的にコントロールすることにより、重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含有する流体の混合性が乱流効果によりさらに高められることにより、さらに効率良く製造することができる。
ここで、該流体の流路内の移動をレイノルズ数2より大きい値でコントロールすることにより重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含有する流体の混合性が著しく低下せず、その結果、短時間に反応が起こらずに生産効率が悪くなるといった不具合が防止でき、滞留時間が長くならないで反応が終了することから好ましい。また、レイノルズ数300超にコントロールすることは装置上困難である。
なお、本発明でいうレイノルズ数とは下記の式(1)に従って計算されるものである。
レイノルズ数=(D×u×ρ)/μ・・・式(1)
ここで、D(流路の内径)、u(平均流速)、ρ(流体密度)、μ(流体粘度)である。
前記樹脂(PL)の製造方法で用いる反応装置としては、流路が伝熱性反応容器に設置された反応装置が好ましく、前記流路としては、微小管状であるものが加熱の迅速な制御が可能なことから好ましい。微小管状流路としては、流路断面積が0.1〜4.0mmとなる空隙サイズを有する流路が、重合反応温度を制御する上で好ましい。なお、本発明において「断面」とは、流路中の流れ方向に対して垂直方向の断面を意味し、「断面積」はその断面の面積を意味する。
流路の、断面形状は、正方形、長方形を含む矩形、台形や平行四辺形、三角形、五角形などを含む多角形状(これらの角が丸められた形状、アスペクト比の高い、すなわちスリット形状を含む)、星形状、半円、楕円状を含む円状などであってもよい。流路の断面形状は一定である必要はない。
前記反応流路の形成方法は特に限定されるものではないが、一般的には、表面に複数の溝を有する部材(X)の、溝を有する面に他の部材(Y)が積層、接合等により固着され、部材(X)と部材(Y)との間に空間として形成される。
前記流路には、さらに熱交換機能が設けられても良い。その場合には、例えば、部材(X)表面に温調流体が流れるための溝を設け、該温調流体が流れる為の溝を設けた面に他の部材を接着ないし積層するなどの方法により固着すればよい。一般的には、表面に溝を有する部材(X)と温調流体が流れるための溝を設けた部材(Y)とが、溝を設けた面と、他の部材の溝を設けた面と逆側の面とを固着することによって流路を形成し、これら部材(X)と部材(Y)とを複数交互に固着すればよい。
この際、部材表面に形成された溝は、その周辺部より低い、いわゆる溝として形成されていても良いし、部材表面に立つ壁の間として形成されていても良い。部材の表面に溝を設ける方法は任意であり、例えば、射出成型、溶剤キャスト法、溶融レプリカ法、切削、エッチング、フォトリソグラフィー(エネルギー線リソグラフィーを含む)、レーザーアブレーションなどの方法を利用できる。
部材中の流路のレイアウトは、用途目的に応じて直線、分岐、櫛型、曲線、渦巻き、ジグザグ、その他任意の配置の形をしていてもよい。
流路は、その他、例えば、混合場、抽出場、分離場、流量測定部、検出部、貯液槽、膜分離機構、デバイス内外への接続口、絡路、クロマトグラフィーや電気泳動の展開路、バルブ構造の一部(弁の周囲部分)、加圧機構、減圧機構などと接続していてもよい。
部材の外形は、特に限定する必要はなく、用途目的に応じた形状を採りうる。部材の形状としては、例えば、プレート状、シート状(フィルム状、リボン状などを含む。)、塗膜状、棒状、チューブ状、その他複雑な形状の成型物などであってよい。厚みなどの外形的寸法は一定であることが好ましい。部材の素材は任意であり、例えば、重合体、ガラス、セラミック、金属、半導体などであって良い。
上記のように、前記樹脂(PL)の製造方法で用いる反応装置としては、流路が伝熱性反応容器に設置された反応装置が好ましく、オイルバスや水浴等に浸漬されたチューブであっても良い。さらに、流路が形成された伝熱性反応容器からなる反応装置として、表面に複数の溝部が形成された伝熱性プレート状構造体を積層してなる構造を有する反応装置を用いることができる。
このような反応装置としては、例えば、化学反応用デバイスとして用いられる部材中に前記流路(以下、単に「微小流路」ということがある)が設けられた装置等が挙げられる。
以下、前記樹脂(PL)の製造で用いる好ましい形態の流路が設けられてなるマイクロリアクターの概略構成例を図1及び図2に記載する。
前記化学反応用デバイス1は、例えば前記図1において同一の長方形板状からなる第1プレート(前記図1中の2)と第2プレート(前記図1中の3)とが複数交互に積層されて構成されている。各1枚の第1プレートには流路(図1中の4;以下、反応流路という)が設けられている(以下、反応流路が設けられたプレートをプロセスプレートという)。また第2プレートには温調流体用の流路(図1中の6;以下、温調流路という)が設けられている(以下、温調流路が設けられたプレートを温調プレートという)。そして、図2に示すようにそれらの供給口及び排出口が、化学反応用デバイス1の端面1b、1c、側面1d、1eの各領域に分散して配置され、それら領域に、重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含む流体αと、温調流体γを流すためのコネクタ30とジョイント部31とからなる継手部32がそれぞれ連結されている。
これらの継手部を介して、重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含む流体αが端面1bから供給されて、端面1cに流体βとして排出され、温調流体γが側面1eから供給されて側面1dに排出されるようになっている。化学反応用デバイス1の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面1b、1c間よりも側面1d、1e間が長い長方形状としてもよい。
(その他の添加物)
本発明の着色液体には、その他、本発明の効果を損なわない範囲において、界面活性剤、分散剤、湿潤剤、増粘剤、保存料、粘度安定剤、粉砕助剤、充填剤、沈殿防止剤、光保護剤、酸化防止剤、殺生物剤、脱気剤/消泡剤、発泡抑制剤、ベーキング防止剤等添加剤を加えても良い。これらは、導電率を増加させない程度にとどめておくことが望ましい。例えば使用可能な界面活性剤としては、ポリアルキレングリコール及びそれらの誘導体等が挙げられる。また分散剤としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、polyvinyloxazolidones、ポリスチレン、ポリエポキシド、ポリウレタン、およびポリビニルハロゲン等が挙げられる。
(着色液体の製造方法)
本発明の着色液体は、公知の顔料分散体の製造方法によって得ることができる。一例を挙げると、前記色素と、前記極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂、及び非極性溶媒、必要に応じ前記添加剤を加えた混合物をビーズミル等の通常の分散機を用いて分散することで得ることができる。また、予め、ビーズミル等の通常の分散機を用いて高濃度の分散液(ミルベース)を作製後、更に非極性溶媒で所望の粘度に混合攪拌して、希釈することで調整できる。添加剤の添加のタイミングは、種類によって分散する前や分散した後等、適宜選択することができる。
色素が顔料である場合、顔料を分散させるための攪拌・分散装置としては、ビーズミルの他、たとえば超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザーなど、公知慣用の各種分散機を使用することができる。
このようにして得られた着色液体の比誘電率は25未満であることが好ましい。また、低粘度である方が光変調のスイッチングにおける応答速度を向上させることができる。このためには、着色液体の粘度が25℃において300mPa・s未満、より好ましくは100mPa・s未満が好ましい。
(極性溶媒)
本発明の分離液状着色組成物は、前記着色液体、及び、前記着色液体とは混和しない極性溶媒とを含有する。
混和しない極性溶媒としては水、グリコール、アルコール、ポリオール、エーテル、エステル、ケトン、アセタール、ケタール、ラクトン類、炭酸塩、ラクタム、ウレタン(カルバメート)、尿素、ピロリジン、ピロリドン、スルホン、スルホキシド、アミド等であり、具体的には例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、エチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリン、1,4−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、1,2−シクロヘキサンカーボネート、グリセリンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、アセトン、アセトフェノン、ピリジン、ジメチルマロン酸、ジアセトンアルコール、ヒドロキシプロピルカルバメート、β−ヒドロキシエチルカルバメート、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、アセトアセトン、シクロヘキサノン、エチルアセトアセテート、エチル−L−乳酸、ピロール、N−メチルピロール、N−エチルピロール、4H−ピラン−4−オン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、モルホリン、N−エチルモルホリン、N −ホルミルモルホリン、β−プロピオラクトン、β−バレロラクトン、β−ヘキサラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ヘキサラクトン、γ−ヘプタラクトン、γ−オクタラクトン、γ−ノナラクトン、γ−デカラクトン、δ−バレロラクトン、δ−ヘキサラクトン、δ−ヘプタラクトン、δ−オクタラクトン、δ−ノナラクトン、δ−デカラクトン、およびそれらの任意の組み合わせ等が挙げられる。
これらの極性溶媒は、着色液体よりも高い比誘電率を示すことが好ましい。またより高い比誘電率を付与する目的で、極性溶媒中でイオン解離をする塩等の電解質を添加することもできる。イオンは、陽イオンであっても陰イオンであってもよい。具体的には、例えば、ピラゾリン、2−イミダゾリン、ピラゾール、イミダゾリン−2−チオン、1,2,3−チアゾール、1,2,4−チアゾール、IH−テトラゾール、オキサゾリン、5−オキサゾロン、イソキサゾール、オキサゾール、2−チアゾリン、イソチアゾール、チアゾール、1,2,3−オキサジアゾすなわち、1,2,4−オキサジアゾすなわち、1,2,5 −オキサジアゾすなわち、1,3,4−オキサジアゾール、1,3,4−チアジアゾール、LH−ピリジン−2−オン、ピペラジン、ピリジジン、1,2,3−トリアジン、1,2,4−トリアジン、オキサジン、チオモルホリン、オキサジアジン、オキサチアゾン、インドリン、インドール、カルバゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、キノキサリン、フタラジン、1,5−ナフチリジン、フェナジン、ベンゾチアゾール、2H−lの1,4−ベンゾオキサジン、フェノキサジン、フェノチアジン等のカチオンを含む塩を使用することができる。
添加量としては、所望の比誘電率に応じて適宜選択することができる。例えば10重量%以内の範囲内で使用することができる。
(色素)
前記極性溶媒は、必要に応じて着色されていてもよい。色素は色剤として使用されているものなら特に限定はなく、前述の色素として使用する有機顔料、無機顔料等が使用できる。
デバイスとして使用する場合は、前記非極性溶媒に使用する色味とは異なる色味の色素を選択することが好ましい。中でも色純度と色濃度が高く、透明性の高いものが好ましい。また、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、必要に応じて緑や白等に着色した液体とし、前記着色液体として黒顔料を使用した変性顔料を使用したブラック(K)に着色した液体をエレクトロウエッティングデバイスのピクセルに導入したものを使用することで、フルカラーの画像表示をさせることも可能である。
また前記極性溶媒には、その他、本発明の効果を損なわない範囲において、界面活性剤、分散剤、湿潤剤、増粘剤、保存料、粘度安定剤、粉砕助剤、充填剤、沈殿防止剤、光保護剤、酸化防止剤、殺生物剤、脱気剤/消泡剤、発泡抑制剤、ベーキング防止剤等添加剤を加えても良い。例えば使用可能な界面活性剤としては、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルカルボン酸塩などのアニオン系界面活性剤、アルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩などのカチオン系界面活性剤、ポリアルキレングリコールおよびその誘導体などのノニオン系界面活性剤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(エレクトロウエッティング方式のデバイス)
本発明の着色液体は、外部電場を利用して着色液体を移動させるエレクトロウエッティング方式のデバイスに好適に使用可能である。特に色素として顔料を使用したものは耐光性等に優れる。中でも、画像表示デバイスに使用すること、本発明の効果である前記着色液体と前記着色液体とは混和しない極性溶媒との優れた分離性により、長期間にわたるデバイスの安定駆動を最大限に発揮でき好ましい。
前記非導電性の着色液体を使用できるエレクトロウエッティング方式のデバイスの一例を挙げる。即ち、電極を設けた層の間に表示用空間を備え、該表示用空間には、前記着色液体、及び、前記着色液体とは混和しない極性溶媒とを含有する分離液状着色組成物が充填されている。
前記表示用空間の表示側の前記層は着色液体が透視できる透明等の層とされる一方、非表示側の前記層は光散乱層とされ、前記着色液体への電圧印加時に前記表示側空間に前記着色液体がエレクトロウエッティング現象で移動され或いは表示側の表面積を増大させて着色表示させる。
前記極性溶媒中に光散乱分子を配合して光散乱流体とすると、前記非表示側の層に光散乱層を配置しない構成とすることができる。
具体的には、表示側となる上部層と、貫通孔を有する光散乱体からなる中間層と、下部層とを備え、上部層と中間層との間に表示側上部空間、中間層と下部層との間に下部空間を設け、下部空間、貫通孔、上部空間を密閉された連通流路からなる液体貯留部とする。液体貯留部に、前記着色液体、及び、前記着色液体とは混和しない極性溶媒とを含有する分離液状着色組成物が充填されている。これら上下空間を前記貫通孔で連通した着色液体の通路を備え、前記着色液体への電圧の印加の有無で表示側上部空間へ着色液体をエレクトロウエッテイング方式で流入・流出させる。
流入時には光が透過せずに着色画像が表示され、流出時には光が透過し前記光散乱体の光散乱による白色表示が行われ、即ち通過する光の明るさを変調して表示が行われる。
前記デバイスでは、上部層に電極を配置すると共に、貫通孔の内面に電極を配置した2端子構造とし、該2端子をスイッチを介して接続し、該スイッチをオン・オフすることで前記表示側の上部空間に着色液体を流入させて着色画像を表示すると共に、前記上部空間から着色流体を流出させて白色散乱画面に切り替えることができる。あるいは、前記2端子構造に代えて、3端子構造としてもよい。
前記3端子構造では、上部空間の上面あるいは/および下面に上部電極、下部空間の上面あるいは/および下面に下部電極、前記白色散乱シートの貫通孔の内面に沿って配置される共通電極を設け、共通電極と上部電極、該共通電極と下部電極に接続すると共に回路開閉手段がそれぞれ介設された上部側電源回路と下部側電源回路を備え、上部側電源回路の回路開閉手段と下部側電源回路の回路開閉手段とを交互に開閉させ、前記上部空間への前記着色液体の流入・流出が切り替えられる表示装置としてもよい。
該3端子構造とすると、上部空間への着色液体の流入・流出を上部側電源回路と下部側電源回路との交互の開閉により行うため、上部空間への着色液体の流入・流出速度を迅速に行うことができる。
前記デバイスを前記いずれの構成としても、前記電極の着色液体と接する側には誘電体層を配置することもできる。該誘電体層には、例えば、パリレンあるいは酸化アルミナを含有させ、その層厚を1〜0,1μm程度とすることが好ましい。
また、該誘電体層の表面に、電圧の印加時には親水層となる撥水膜を積層し、着色液体に撥水膜が接触する構成とすると、着色液体を高速で移動あるいは表面積を増減できるため、動画表示として好適とものとできる。
前記デバイスは、前記表示用空間を画素毎に仕切壁で仕切り、画素毎に用いる前記着色液体はR,G,Bのいずれかの着色液体あるいはC、M、Y,Kのいずれかの液体とし、表示用空間に着色液体が導入されて広がることにより、フルカラーの画像表示をさせ、かつ、該着色液体を高速移動させることで、フルカラーの動画表示を行う構成としている。
また前記デバイスは、前記表示用空間を光が通過する前後において、R,G,BあるいはC、M、Y,Kのいずれかのカラーフィルターを形成し、さらに光変調を行う構成とすることができる。
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。なお、以下実施例中にあるg、%は質量換算である。
<樹脂合成方法で使用したマイクロリアクター>
樹脂合成方法で用いたマイクロリアクターは、T字型の管継手からなるマイクロミキサーと、前記マイクロミキサーの下流に連結されたチューブリアクターとを含んで構成される。前記マイクロミキサーとしては、三幸精機工業株式会社製の特注品を使用した(樹脂合成方法の記載に基づいて製造を依頼し、同等のものを入手することが可能である)。なお、本樹脂合成方法で使用したマイクロミキサーは、その内部に第一の導入路、第二の導入路及びこれらが合流する流路の一部を有し、前記マイクロミキサー内においては、そのいずれの内径も同じである。したがって、以下、これらの内径をまとめて「マイクロミキサーの内径」と称する。
[数平均分子量及び重量平均分子量の測定方法]
実施例で得られた重合体の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定した。
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC−8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
[残存モノマー量の測定方法]
実施例及び比較例で得られた重合体の溶液を、ガスクロマトグラフィー(株式会社島津製作所社製「GC−2014F型」)を用いて、下記の条件で測定し、残存モノマー量を求めた。
カラム:株式会社島津製作所社製のワイドボアキャピラリーカラム
検出器:FID(水素炎イオン化型検出器)
カラム温度:70〜250℃
注入量:1μL(テトラヒドロフラン希釈溶液)
(樹脂合成方法1:極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(PL−1)の調製)
次に示す4種類の溶液を調製した。
(1)アルキルアミノ基を有する重合性単量体(0.5M)溶液
アルゴンガスで置換した300mLナスフラスコ中に、注射器を用いてジメチルアミノエチルメタクリレート(以下、「DMAMA」と略記する。)7.9g(8.4mL)及びTHF91.6mLを採取し撹拌することにより、DMAMAの0.5M溶液100mLを調製した。
(2)ラウリルメタクリレート混合物(0.5M)溶液
アルゴンガスで置換した300mLナスフラスコ中に、注射器を用いてラウリルメタクリレート混合物(日油株式会社製「ブレンマー SLMA−H」、ドデシルメタクリレート43質量%及びトリデシルメタクリレート56質量%の混合物;以下、「SLMA」と略記する。)15.7g(18.1mL)及びTHF101.8mLを採取し撹拌することにより、SLMAの0.5M溶液120mLを調製した。
(3)ジフェニルヘキシルリチウム(0.05M)溶液(重合開始剤溶液)
アルゴンガスで置換した100mLナスフラスコ中に、注射器を用いてジフェニルエチレン0.45g(0.5mL)及びTHF48.56mLを採取した後、氷水を浸した容器に浸漬させて冷却した。冷却後、注射器を用いてn−ブチルリチウムの2.6Mヘキサン溶液0.94mLを採取し攪拌することにより、ジフェニルヘキシルリチウム(以下、「DPhLi」と略記する。)の0.05M溶液50mLを調製した。
(4)メタノール(0.33M)溶液
アルゴンガスで置換した100mLナスフラスコ中に、注射器を用いてメタノール(以下、「MeOH」と略記する。)0.53g(0.64mL)及びTHF49.4mLを採取し撹拌することにより、MeOHの0.33M溶液50mLを調製した。
次いで、次の操作により、DMAMAとSLMAとのリビングアニオン重合によるブロック共重合体の製造を行った。2つのT字型の管継手からなるマイクロミキサー及びそのマイクロミキサーの下流に連結されたチューブリアクターを備えたマイクロリアクター装置に、3台のシリンジポンプ(ハーバード社製「シリンジポンプ Model 11 Plus」)を接続し、そのシリンジポンプに、上記で得られた(1)〜(3)の3種類の溶液をそれぞれ吸い込んだ50mLガストシリンジをセットした。最初に、管継手径250μmのマイクロミキサー及び内径1mm、長さ100cmのチューブリアクターで構成される反応器の上流から、DMAMA溶液を2.5mL/分、DPhLi溶液を2mL/分の速度で送液することでDMAMAのリビングアニオン重合を行い、DMAMA重合体の溶液を得た。次に、管継手径500μmのマイクロミキサー及び内径1mm、長さ400cmのチューブリアクターで構成される反応器の上流から、得られたDMAMAの重合体溶液と、SLMA溶液を6mL/分の速度で送液することにより、DMAMAとSLMAとのリビングアニオン共重合を行った。得られた重合体の溶液を、送液1分に対して1.5mlのMeOH溶液を入れた容器に投入することにより重合反応を停止して、DMAMAとSLMAのブロック共重合体の溶液を得た。なお、反応温度は、マイクロリアクター全体を恒温層に埋没させることにより−28℃に調整した。なお、簡略化した樹脂合成方法1の反応手順を図3に示す。
得られた重合体の溶液中の残存モノマー量から、DMAMAの反応率(ポリマー転嫁率)は100%であり、SLMAの反応率(ポリマー転嫁率)は99%であった。また、得られた重合体の数平均分子量(Mn)は9,510であり、重量平均分子量(Mw)は13,250であり、分散度(Mw/Mn)は1.39であった。これらの結果から、分子量分布が狭いブロック共重合体が得られることを確認した。
(樹脂合成方法2:極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(PL−2)の調製)
(1)ステアリルメタクリレート(0.5M)溶液
アルゴンガスで置換した300mLナスフラスコ中に、注射器を用いてステアリルメタクリレート(共栄社化学株式会社製「ライトエステルS」;以下、「StMA」と略記する。)20.2g(23.5mL)及びTHF96.5mLを採取し撹拌することにより、StMAの0.5M溶液120mLを調製した。
樹脂合成方法1で用いたSLMAの0.5M溶液の代わりに、StMAの0.5M溶液を用い、StMA溶液の流量を3mL/分とした以外は樹脂合成方法1と同様に操作して、DMAMAとStMAとのリビングアニオン共重合を行い、DMAMAとStMAのブロック共重合体の溶液を得た。得られた重合体の溶液中の残存モノマー量から、DMAMAの反応率(ポリマー転嫁率)は100%であり、StMAの反応率(ポリマー転嫁率)は99.9%であった。また、得られた重合体の数平均分子量(Mn)は12,770であり、重量平均分子量(Mw)は18,100であり、分散度(Mw/Mn)は1.42であった。これらの結果から、分子量分布が狭いブロック共重合体が得られることを確認した。
(樹脂合成方法3:極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(PL−3)の調製)
次に示す溶液を調製した。
(1)DMAMA/SLMA(0.5M)混合溶液
アルゴンガスで置換した300mLナスフラスコ中に、注射器を用いてDMAMA3.96g(4.24mL)、SLMA15.7g(18.1mL)及びTHF97.66mLを採取し撹拌することにより、DMAMA及びSLMAの濃度がそれぞれ0.5Mの混合溶液120mLを調製した。
なおDPhLi(0.05M)溶液及びMeOH(0.33M)溶液については、樹脂合成方法1と同様に調製した。
次いで、次の操作により、DMAMAとSLMAとのリビングアニオン重合によるランダム共重合体の製造を行った。2つのT字型の管継手からなるマイクロミキサー及びそのマイクロミキサーの下流に連結されたチューブリアクターを備えたマイクロリアクター装置に、2台のシリンジポンプ(ハーバード社製「シリンジポンプ Model 11 Plus」)を接続し、そのシリンジポンプに、上記で得られた2種類の溶液をそれぞれ吸い込んだ50mLガストシリンジをセットした。管継手径250μmのマイクロミキサー及び内径1mm、長さ400cmのチューブリアクターで構成される反応器の上流から、DMAMA/SLMA混合溶液を6mL/分、DPhLi溶液を2mL/分の速度で送液して混合することにより、DMAMAとSLMAとのリビングアニオン重合を行った。得られた重合体の溶液を送液1分に対して1.5mlのMeOH溶液を入れた容器に投入することにより重合反応を停止して、DMAMAとSLMAのランダム共重合体の溶液を得た。なお、反応温度は、マイクロリアクター全体を恒温層に埋没させることにより0℃に調整した。なお、簡略化した樹脂合成方法3の反応手順を図4に示す。
得られた重合体の溶液中の残存モノマー量から、DMAMAの反応率(ポリマー転嫁率)は98.6%であり、SLMAの反応率(ポリマー転嫁率)は95.9%であった。また、得られた重合体の数平均分子量(Mn)は11,420であり、重量平均分子量(Mw)は13,700であり、分散度(Mw/Mn)は1.20であった。これらの結果から、分子量分布が非常に狭いランダム共重合体が得られることを確認した。
Figure 2014214217
(実施例1)
30mlのポリエチレン瓶に、カーボンブラック(MA−8;三菱化学(株)社製)1g、極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(PL−1)1g、非極性溶媒としてテトラデカン(和光純薬工業(株)製)8g、0.5mmジルコニアビーズ60gを加えて、ペイントコンディショナーで120分間分散し着色液体(J1)を得た。
(実施例2、3)
実施例1における極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(PL−1)を、極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(PL−2)、(PL−3)とした以外は実施例1と同様にして、着色液体(J2)、(J3)を得た。
(比較例1)
30mlのポリエチレン瓶に、カーボンブラック(MA−8;三菱化学(株)社製)1g、ソルスパース17000(ルーブリゾール社製)1g、非極性溶媒としてテトラデカン8g、0.5mmジルコニアビーズ60gを加えて、ペイントコンディショナーで120分間分散し着色液体(H1)を得た。
(実施例4)
極性溶媒として、エチレングリコールを用いて、10mlバイアル瓶に、エチレングリコール5g、及び、実施例1で得た着色液体(J1)0.5g仕込み、そのバイアル瓶を手で10回振とう撹拌し分離液状着色組成物(J4)を得た。
(実施例5,6、比較例2)
実施例2、3で得た着色液体(J2)、(J3)、比較例1で得た着色液体(H1)に対しても、実施例4の方法で、分離液状着色組成物(J5)、(J6)、分離液状着色組成物(H2)を得た。
(分離液状着色組成物の分離性確認方法)
スライドガラスの上に、分離液状着色組成物(A)をスポイトで数滴のせ、その上からカバーガラスをかけ、測定用サンプルを作成した。これを、OLYMPUS社製の顕微鏡「システム顕微鏡BX51」で倍率:200倍で観察した。
分離性は下記の基準で5段階に分けて評価した。結果を表1に示す。
5:エチレングリコールと着色液体の界面は明瞭で且つ、エチレングリコールへの着色は見られない。
4:エチレングリコールと着色液体の界面は明瞭で、エチレングリコールは若干着色している。
3:エチレングリコールと着色液体の界面はやや不明瞭で、エチレングリコールへの着色は見られない。
2:エチレングリコールと着色液体の界面はやや不明瞭で、エチレングリコールは若干着色している。
1:エチレングリコールと着色液体の界面は不明瞭で、分離しない。
Figure 2014214217
この結果、極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂を使用した実施例4〜6は、いずれの場合においても、極性溶媒等との分離性に優れた着色液体が得られた。
前記樹脂(PL)の製造で用いる好ましい形態の流路が設けられてなるマイクロリアクターの概略構成例である。 前記樹脂(PL)の製造で用いる好ましい形態の流路が設けられてなるマイクロリアクターの概略構成例である。 樹脂PL−1の製造における反応経路を示している。 樹脂PL−3の製造における反応経路を示している。
1:マイクロリアクター
2:第1プレート
3:第2プレート
4:反応流路
6:温調流路
30:コネクタ
31:ジョイント部
32:継手部
1b:供給口
1c:排出口
1d:供給口
1e:排出口
α:重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含む流体
β:流体
γ:温調流体
M1:マイクロリアクター装置
M2:マイクロリアクター装置

Claims (8)

  1. 外部電場によって液体を移動もしくは変形させることにより、色あるいは明るさを変調するエレクトロウエッティング方式又はエレクトロフルイディック方式のデバイスに使用する着色液体であって、非極性溶媒と、色素と、極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(P)を含有することを特徴とする着色液体。
  2. 前記極性基及び長鎖アルキル基を有する樹脂(P)が、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する重合性単量体を重合開始剤(C)の存在下でリビングアニオン重合させた樹脂(PL)である請求項1に記載の着色液体。
  3. 前記樹脂(PL)が、複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを使用してリビングアニオン重合させた樹脂(PL)である請求項1又は2に記載の着色液体。
  4. 前記リビングアニオン重合が、第1の重合性単量体と重合開始剤(C)とをマイクロリアクター内の流路へ導入してリビングアニオン重合させ、中間重合体を形成する第1工程と、前記中間重合体と第2の重合性単量体とを前記マイクロリアクターに導入し、前記マイクロリアクター内で、前記中間重合体の成長末端に前記長鎖アルキル基を有する重合性単量体をリビングアニオン重合させ、ブロック共重合体を形成する第2工程とを有し、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体の少なくとも一方は前記長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の着色液体。
  5. 前記色素が、チタンブラックまたはカーボンブラックである請求項1〜4のいずれかに記載の着色液体。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の着色液体、及び、前記着色液体とは混和しない極性溶媒とを含有することを特徴とする分離液状着色組成物。
  7. 請求項1〜5のいずれかに記載の着色液体の、外部電場によって液体を移動もしくは変形させることにより、色あるいは明るさを変調する光変調方式のデバイスにおける画像を生成するための着色剤としての使用。
  8. 前記変調方式がエレクトロウエッティング方式又はエレクトロフルイディック方式である請求項7に記載の使用。
JP2013092323A 2013-04-25 2013-04-25 着色液体、及び分離液状着色組成物 Pending JP2014214217A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013092323A JP2014214217A (ja) 2013-04-25 2013-04-25 着色液体、及び分離液状着色組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013092323A JP2014214217A (ja) 2013-04-25 2013-04-25 着色液体、及び分離液状着色組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014214217A true JP2014214217A (ja) 2014-11-17

Family

ID=51940317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013092323A Pending JP2014214217A (ja) 2013-04-25 2013-04-25 着色液体、及び分離液状着色組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014214217A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12055704B2 (en) 2018-10-18 2024-08-06 Corning Incorporated Electrowetting optical device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12055704B2 (en) 2018-10-18 2024-08-06 Corning Incorporated Electrowetting optical device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI454816B (zh) 電泳顯示器流體
JP4527384B2 (ja) マイクロチャンネルを用いた着色球状粒子の製造方法、およびその製造方法に用いるマイクロチャンネル式製造装置
JP5344272B1 (ja) 着色液体、及び分離液状着色組成物
US9013783B2 (en) Color electrophoretic display
US8111465B2 (en) Electrofluidic devices, visual displays, and methods for making and operating such electrofluidic devices
JP3805180B2 (ja) 表示素子
JP2014214217A (ja) 着色液体、及び分離液状着色組成物
KR20120135155A (ko) 광 투과 조절 방법, 광 투과 조절 장치 및 이를 제조하기 위한 방법
JP2014209137A (ja) 着色液体、及び分離液状着色組成物
JP2005345568A (ja) 電気泳動粒子及びその製造方法、電気泳動分散液を用いた電気泳動表示素子
KR101632472B1 (ko) 2 색 입자
JP5282992B1 (ja) 分離液状着色組成物、それに使用する着色液体
JP2013101297A (ja) 着色液体、及び分離液状着色組成物
JP4636804B2 (ja) 3次元構造体の製造方法
JP2009041000A (ja) 顔料インク組成物及びこれを用いた画像形成方法
US9256010B2 (en) Thermochromic resin composite, method for adjusting clouding point of thermochromic resin composite, and dimmer
JP2006113390A (ja) 電気泳動粒子及びその製造方法、電気泳動粒子分散液を用いた電気泳動表示素子
TWI816916B (zh) 用於顯示裝置之電泳分散體中的化學實體的光學活化
JP2007286208A (ja) 2色相帯電性球状粒子のマイクロチャネル式製造方法及びその粒子を用いる画像表示装置
JP2014056150A (ja) 着色液体、及び分離液状着色組成物
JP2014044356A (ja) 着色液体、及び分離液状着色組成物
KR101952696B1 (ko) 광결정성 입자 분산액 및 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 광결정 표시 장치
JP2013080106A (ja) 着色液体、及び分離液状着色組成物
JP2013164445A (ja) カラー表示デバイス
JP2013160987A (ja) 表示デバイスの製造方法