JP4885557B2 - 磁気泳動反転表示パネル用泳動磁石およびそれを用いた表示パネルセット - Google Patents
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Description
また、磁性粒子(13)はマグネタイト粒子に代表されるような、単色(黒色)の略球状粒子を用いているため、黒一色の磁気表示しか得られなかった。
すなわち、微小磁石(2)の表裏の色調である、筆記前の均一状態の色調と、筆記用磁石による磁気表示の色調の2色表示しか得られず、微小磁石(2)を好適に泳動させることやそれに用いる泳動磁石についての開示は一切ないものであった。
すなわち、本発明は、
「1.少なくとも、着色材を含有する分散媒中に、分散媒の色と異なり、かつ互いに表裏の色が異なる色を有する微小磁石を分散して得られた降伏値を有する分散液体と、該分散液体を保持する支持材とを備えた磁気泳動反転表示パネルに使用する泳動磁石であって、支持材の泳動磁石を作用させるパネル表面側の内壁面近傍における磁束密度が400mT以下であり、パネル反対側の内壁面近傍における磁束密度が10mT以上、300mT以下であることを特徴とする、磁気泳動反転表示パネル用泳動磁石。
2.磁気泳動反転表示パネル中の微小磁石の保磁力が4.0kA/m以上600kA/m以下である、第1項に記載された磁気泳動反転表示パネル用泳動磁石。
3.磁気泳動反転表示パネル中の微小磁石の単位質量あたりの残留磁化が1〜35A・m2/kgであり、飽和磁化が1〜100A・m2/kgである、第1項または第2項に記載された磁気泳動反転表示パネル用泳動磁石。
4.少なくとも、着色材を含有する分散媒中に、分散媒の色と異なり、かつ互いに表裏の色が異なる色を有する微小磁石を分散して得られた降伏値を有する分散液体と、該分散液体を保持する支持材とを備えた磁気泳動反転表示パネルと、第1項ないし第3項の何れか1項に記載の泳動磁石、から少なくともなる、表示パネルセット。」に関する。
さらに、微小磁石を泳動させるのにより適した磁気特性を有しつつ、比較的強い磁石を用いても微小磁石の磁極が破壊されてしまうなどの問題が生ずることがない磁気泳動反転表示パネル用泳動磁石およびそれを用いた表示パネルセットを得ることができる優れた効果を奏するものである。
両面を同色にすれば、コントラストの良い鮮やかなカラー泳動表示パネルとしても使用でき、そのような態様も本発明に含まれる。
磁力は、その作用する距離の二乗に反比例して減衰する。すなわち、上記内壁面近傍(11’)から微小磁石(2)が泳動して表面近傍(10’)に位置した場合には、微小磁石(2)に作用する磁力はその分だけ強くなるということになる。従って、作用する磁力が強くなったとき(微小磁石(2)が表面近傍(10’)に位置したとき)に微小磁石(2)の磁極を破壊することや混色を生じさせることのない適正な範囲の磁気特性が必要なのである。ここで、その観点から「支持材の泳動磁石を作用させるパネル表面側の内壁面近傍における磁束密度」が400mT以下であることが必要であり、好ましくは300mT以下がよい。また、同様に「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」は300mT以下であることが好ましいく、150mT以下がより好ましい。さらに、100mT以下が材料入手の面等から最適である。
従って、このような使い方をした場合、任意の色調を選択して任意の筆跡を得つつ、得られた筆跡の任意の部分のみの色調を変化させる多色表示を得ることができる。
なお、筆記用磁石(5)は特定の磁極を有するよう構成されている必要がある。
泳動反転が担磁気パネルにおいては、好適な泳動表示(筆記/消去)を確保しつつ、微小磁石の磁極の破壊を防止するという課題があり、特にその磁気特性の選択方法が重要となることが判った。
上記泳動磁石を用いれば広範な特性を有する微小磁石を使用することができるが、さらに耐久力のある微小磁石を用いれば泳動反転表示を好適に行うことができる。
この範囲を下回ると微小磁石の反転性不良となる傾向があり、微小磁石の磁極面がパネル表示面側に均一に平行配列せず、表示が不鮮明、または不可能となる傾向がある。また、泳動磁石の選択によっては強い磁石を用いた場合に、微小磁石の磁極が破壊されやすくなってしまう傾向があることも挙げられる。
反対にこの範囲を上回ると、結果的に得られる微小磁石自体の表面磁束密度が大きくなりすぎて、微小磁石同士の凝集を起こしてしまうほか、泳動磁石等の外部磁界の影響をより敏感に受け、混色しやすくなる傾向にあり、やはり微小磁石の凝集を起こし、上記の不具合が発生しやすくなる傾向がある。
a)残留磁化・・・1〜35A・m2/kg(1〜35emu/g)
b)飽和磁化・・・1〜100A・m2/kg(1〜100emu/g)
残留磁化は、微小磁石が外部磁界に対し、極力迅速にその方向を変えるために必要となるもので、微小磁石の反転性に大きく寄与するものであり、この範囲を下回ると微小磁石が反転しない傾向があり、上回ると微小磁石同士が凝集してしまう傾向がある。
飽和磁化は、微小磁石が外部磁界により確実に磁気的に吸引される磁気感応力を生ずるためのもので、主に微小磁石の泳動性に寄与し、この範囲を下回ると微小磁石が泳動しない傾向があり、上回ると微小磁石が凝集してしまう傾向がある。
a’)残留磁化・・・3〜16A・m2/kg(3〜16emu/g)
b’)飽和磁化・・・5〜40A・m2/kg(5〜40emu/g)
両面を同色にすれば、コントラストの良い鮮やかなカラー泳動表示パネルとしても使用でき、そのような態様も本発明に含まれる。
<微小磁石例1>
厚さ25.0μmのポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」という)フィルム上に表1に記載の組成をメチルエチルケトン(以下、「MEK」という)に分散・溶解した磁性インクを次の手段で塗工乾燥し、青色磁性シートを得た。この時青色磁性インク層の厚みは25.5μmであり、塗工質量は51.3g/m2であった。
(手順1)
表1の配合割合でMEKに樹脂成分を溶解し、これに異なる磁気特性を持つ2種類の磁性材を加えた後にアトライターで1時間分散した。
(手順2)
この分散液に、MEKに青色顔料を分散した顔料分散体を表1に記載の配合割合で加えた後に混合攪拌し、青色を呈する磁性インクを得た。(固形分60質量%)
(手順3)
この磁性インクをワイヤーバーにて塗工乾燥し上述の青色磁性シートを得た。
次に、このシートの青色磁性層上に以下の配合の白色インクを上記手順に準じて塗工乾燥し、青色磁性層に白色インク層を積層した。
この白色インク層の厚みは8.0μmであり、塗工質量は16.0g/m2であった。
白色顔料分散体 60.0質量部(酸化チタン顔料MEK分散体:固形分66.0%)
樹脂 31.8質量部(エポキシ樹脂MEK溶解液:固形分60.0%)
溶剤 8.2質量部(MEK)
次に、このシートの白色インク層上に以下の配合のピンクインク層を上記手順に準じて塗工乾燥し、白色層の上にピンク色インク層を積層した。
このピンク色インク層の厚みは8.0μmであり塗工質量は9.6g/m2であった。
ピンク色顔料分散体 75.0質量部(ピンク顔料MEK分散体:固形分30.0%) 樹脂 25.0質量部(エポキシ樹脂MEK溶解液:固形分60.0%)
このようにして塗工して得られた3層は、合わせて41.5μm、塗工質量76.9g/m2の塗工シートであった。
引き続いて、この塗工層をベースフィルムごと着磁し、青面をN極、ピンク面をS極とした後に塗工層をベースフィルムから剥離し薄片とし、カッターミル粉砕機にて微粉砕した後に篩い分けを行い、粒径が63〜180μmの範囲にある青/ピンク色に磁極の色を塗り分けた微小磁石を得た。ここで微小磁石の磁気特性は表1に示した。
本発明において微小磁石の保磁力、残留磁化そして飽和磁化の測定は、振動試料型磁力計(東英工業株式会社製VSM−P7−15型)で行い、その方法は次のようである。すなわち、次のふた(A)と本体(B)からなる測定ケースに微小磁石を密につめ込み、この測定ケースに磁力計の684.4kA/mの磁界を及ぼすとX−Yレコーダ上にヒステリシスカーブが記録される。このヒステリシスカーブから保磁力、残留磁化そして飽和磁化を求める。残留磁化、飽和磁化においては、この値を測定ケースに詰め込んだ微小磁石の質量で割って単位質量当たりの残留磁化、飽和磁化(A・m2/kg)を換算する。
(A)厚み1mmで直径7.0mmの円板と、この円板表面から一方に隆起した高さが0.5mmで直径6mmの突起からなるアクリル樹脂のふた
(B)内径が6.0mmで奥ゆき2.5mmの孔を有する外形が7.0mmで深さが4.0mmのアクリル樹脂製有底円筒形ケース本体
一方、分散媒として20℃における粘度が3.2mPa・Sであるイソパラフィンに、増稠剤を加え、これを加熱溶解した後に冷却し、増稠剤ペーストを調製した。次にイソパラフィンに増稠剤ペースト、着色材、帯電防止剤を添加、攪拌し、以下の配合比(合計100質量部)の塑性分散液を得た。
増稠剤 1.3質量部[エチレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アマイド(伊藤製油社製:商品名ITOHWAX J−530)]
着色材 1.4質量部(酸化チタン)
耐電防止剤 0.1質量部
分散媒 残部(エッソ化学社製:商品名アイソパーM)
次に、この塑性分散液に前記青/ピンクの2色に塗り分けられた箔片状の微小磁石例1を、分散液89.3質量部に対し微小磁石10.7質量部の割合で配合し攪拌を行い、分散液中に微小磁石が均一に分散してなる表1に記載したような降伏値を有する塑性分散液体を得た。
降伏値の測定方法は従来から行われているのと同様にブルックフィールド型粘度計(東京計器社製BL型)を用い、ローターを分散液体中で低速回転(0.3rpm)させた時のローターのねじれ角度を読み取る方法で測定した。使用したローターは上記BL型粘度計に付属の2号ローターを使用した。
さらに引き続き、この分散液体を板厚が0.25mmの塩化ビニル樹脂フィルムに接着剤を用いて片面に接着した、セルサイズ3.5mm、正六角形状で高さ1.0mmの塩化ビニル樹脂製ハニカムセルの、多セル構造物のセル内に充填し、その後、多セル構造物の開放面を厚み0.08mmの塩化ビニル樹脂フィルムで接着剤を用いて被覆し、セル中に分散液体を封入して表示パネルを得た。
微小磁石例3、11〜12、15、24(青色/ピンク色)
第1の磁性層を表1〜4に記載のものとした他は微小磁石例1と同様にして、微小磁石を作製した。また、増稠剤を適宜表1〜4の通りに配合した以外はパネル例1と同様にして分散液体とした後にパネル化して評価を行った。
第1の磁性層を表1に記載のものとし、厚さ25.0μmの離型処理を施したPETフィルム上に黄色着色層とアルミニウム蒸着層を合わせて3.0μmになるよう設け、該アルミニウム蒸着層上に第1の磁性層を塗工し、白色インク層、ピンク色インク層を施工しなかった他は微小磁石例1と同様にして、微小磁石を作製した。また、増稠剤を適宜表1〜5の通りに配合した以外はパネル例1と同様にして分散液体とした後にパネル化して評価を行った。
SrO・6Fe2O3・・・ストロンチウムフェライト
NixZn1-xFe2O4(O<x≦1)・・・ニッケルジンクフェライト
Fe3O4・・・マグネタイト
Co−γ−Fe2O3・・・コバルト被着マグヘマタイト
Co−Fe3O4・・・コバルト被着マグネタイト
<筆記用磁石>
実施例1
ネオジム合金磁石(φ1×5mm)、表面磁束密度155mT、「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」30mTの泳動磁石を用い、筆記用磁石を作製した。
磁気泳動反転表示パネルの支持材の一方の面に泳動磁石を作用させる際に、そのパネル反対側の内壁面近傍に相当する距離(本実施例では1mm)をおき、その部分にかかる磁束密度を「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」とし、泳動磁石の磁束密度測定を行った。(図13参照)
測定値は、上記測定における最大値を本発明における磁束密度とした。
測定にあたっては、「電子磁気工業(株)社製、GAUSS METER MODEL GM−4000」を用いた。
「支持材の泳動磁石を作用させるパネル表面側の内壁面近傍における磁束密度」は、すなわち、上記反対側の測定と同様に「微小磁石(2)が表面近傍(10’)に位置したときの磁束密度」となる。
磁気泳動反転表示パネルの支持材の表面側に泳動磁石を作用させる際に、微小磁石(2)が表面近傍(10’)に泳動した位置として、その面の厚みに相当する距離をおき、その部分にかかる磁束密度を「支持材の泳動磁石を作用させるパネル表面側の内壁面近傍における磁束密度」とし、泳動磁石の磁束密度測定を行った。
測定値は、上記測定における最大値を本発明における磁束密度とした。
測定にあたっては、「電子磁気工業(株)社製、GAUSS METER MODEL GM−4000」を用いた。
なお、本実施例においては、表示パネルの支持材として板厚0.08mmないし0.25mmのフィルムを用いたため、その表面磁束密度と大きな差がなく、近似的に表面磁束密度の値を用いることとした。
ネオジム合金磁石(φ1.5×8mm)、表面磁束密度247mT、「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」59mTの泳動磁石を用い、筆記用磁石を作製した。
ネオジム合金磁石(φ2×5.5mm)、表面磁束密度266mT、「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」73mTの泳動磁石を用い、筆記用磁石を作製した。
ネオジム合金磁石(φ3×6mm)、表面磁束密度372mT、「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」150mTの泳動磁石を用い、筆記用磁石を作製した。
このように、同じような表面磁束密度(表面側(10’)の位置での磁束密度)であっても、その構成によっては「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」に差が生ずることがあり、微小磁石の磁極を破壊しない、又は、混色を生じない条件としては、上記「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」を特定範囲にすることが有効である。さらに、その表面側の磁束密度は直接的に微小磁石が破壊される限界点ということもでき、これらの例の範囲であれば、微小磁石が破壊されにくい傾向があることも判った。
実施例5
フェライト系ゴム磁石(L=100mm)(W=6mm×t=1mm)(着磁ピッチ4mm)、表面磁束密度60.4mT、「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」20.9mTの泳動磁石を用い、消去用磁石を作製した。
フェライト系ゴム磁石(L=100mm)を用い、表6に示した幅×厚さ、着磁ピッチ、表面磁束密度、「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」(距離1mmでの磁力)の泳動磁石を用い、消去用磁石を作製した。
フェライト系ゴム磁石(L=100mm)を用い、表6に示した幅×厚さ、着磁ピッチ、表面磁束密度、「支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍における磁束密度」(距離1mmでの磁力)の泳動磁石を用い、消去用磁石を作製した。
図1のようにパネル(1)の裏面から消去用磁石(4)を用いて裏面側に微小磁石(2)を引き寄せ、筆記の準備をする。その際には微小磁石(2)を除く分散液体成分が着色されており、該微小磁石(2)を隠蔽するので、画一的な分散媒の色調が表示(7)として得られた(第1の色調)。
次に、図2のように筆記したい部分をパネル表面から実施例1〜4の筆記用磁石(5)のS極でパネル(1)の表示面を掃き、微小磁石(2)を裏面側から表示面側に泳動しつつ(一部反転)、微小磁石(2)のN極面をパネルの表示面側に並ばせN極面の色調の筆跡(8)を得た(第2の色調)。
さらに、図3のようにこの面を別の磁力の弱い反転磁石(6)のN極で掃くと、表示面側に泳動していない微小磁石(2−B)を引き寄せることなく、表示面側に泳動していた微小磁石(2−A)のみが反転して、該泳動していた微小磁石(2−A)にて構成されるS極面による筆跡(9)が表われ、表示形状を保持したまま表示色を変化させることができた(第3の色調)。
そして、最後に裏面側から実施例5〜12の消去用磁石(4)により走査し、微小磁石(2)を裏面側に泳動させ表示を消すことができた(第1の色調)。
評価試験は上記筆記および消去の手順に準じ、1.泳動性、2.反転性(凝集性)、3.印字品質、4.微小磁石の磁極を壊さないかどうか、混色があるかどうか、を含めた総合評価、の項目で行った。
泳動性
◎:微小磁石は表面側に完全に泳動しており、裏面側の残留が無い
○:微小磁石は表面側に泳動しているが、やや裏面側の残留が有る
△:微小磁石が表面側に泳動しにくく、裏面側の残留が有る
×:表面側に泳動している微小磁石が無い、或いはその量が極端に少ない
反転性(凝集性)
◎:微小磁石同士の凝集が無く、整列性も良好で完全に反転している
○:微小磁石同士の凝集はやや見られるが、反転している
△:微小磁石同士の凝集が見られるものの、ほぼ反転している
×:微小磁石が反転しない、或いはその量が極端に少ない
印字品質
◎:表示が鮮明でコントラストも良く、印字品質が良好である
○:コントラストが良く表示ができる
△:微小磁石の沈降または泳動性不良がみられ、表示はできるが一部不鮮明である
×:コントラストが不良で表示が不鮮明、もしくは表示ができない
総合評価
◎:非常に良好で実用できるパネル
○:良好で実用できるパネル
△:一部問題はあるが実用できるパネル
×:性能が劣り実用できないパネル
2 微小磁石
3 分散液体
4 消去用磁石(泳動磁石)
5 筆記用磁石(泳動磁石)
6 反転磁石
7 第1の色調の表示
8 第2の色調の筆跡
9 第3の色調の筆跡
10 表面板
10’支持材の泳動磁石を作用させるパネル表面側の内壁面近傍
11 支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の面
11’支持材の泳動磁石を作用させるパネル反対側の内壁面近傍
12 仕切板
13 磁性粒子
14 プローブ
Claims (4)
- 少なくとも、着色材を含有する分散媒中に、分散媒の色と異なり、かつ互いに表裏の色が異なる色を有する微小磁石を分散して得られた降伏値を有する分散液体と、該分散液体を保持する支持材とを備えた磁気泳動反転表示パネルに使用する泳動磁石であって、支持材の泳動磁石を作用させるパネル表面側の内壁面近傍における磁束密度が400mT以下であり、パネル反対側の内壁面近傍における磁束密度が10mT以上、300mT以下であることを特徴とする、磁気泳動反転表示パネル用泳動磁石。
- 磁気泳動反転表示パネル中の微小磁石の保磁力が4.0kA/m以上600kA/m以下である、請求項1に記載された磁気泳動反転表示パネル用泳動磁石。
- 磁気泳動反転表示パネル中の微小磁石の単位質量あたりの残留磁化が1〜35A・m2/kgであり、飽和磁化が1〜100A・m2/kgである、請求項1または2に記載された磁気泳動反転表示パネル用泳動磁石。
- 少なくとも、着色材を含有する分散媒中に、分散媒の色と異なり、かつ互いに表裏の色が異なる色を有する微小磁石を分散して得られた降伏値を有する分散液体と、該分散液体を保持する支持材とを備えた磁気泳動反転表示パネルと、請求項1ないし3の何れか1項に記載の泳動磁石、から少なくともなる、表示パネルセット。
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