JPS607198Y2 - 磁石反転表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は磁極を異なる色に色分けした反転表示微小磁
石と分散媒と微粒子増稠剤を主成分とする分散液体を２
枚の基板間に封入した磁気パネルと、表示磁石とを組合
せ、表示磁石により反転表示微小磁石を反転させ記録表
示を行なう磁石反転表示装置に関する。

この考案に係る磁石反転表示装置の特徴は（４）磁極を
異なる色に色分けした反転表示微小磁石と分散媒と微粒
子増稠剤を主成分とする分散液体を２枚の基板間に封入
してなり、 （イ）反転表示微小磁石は残留磁気モーメントが０．２
〜１０６ｍｕ／ｇの範囲内であって、保磁力が５００工
ルステツド以上であり、 （ロ）分散液体は降伏値が５ｄｙｎｅ ／ｃｒｆｔ以上
である、磁石反転表示磁気パネルと、 （Ｂ） 表示磁石 とが組合されていることである。

この考案はたんなる磁極を異なる色に色分けした微小磁
石の浮上沈降によって表示を行なうのではなく、微小磁
石の反転によって表示を行なうものであるため、分散液
体の降伏値と、反転表示微小磁石の残留磁気モーメント
および保磁力との間に特殊な条件が絶対に必要となる。

すなわち、分散液体と反転表示微小磁石との間にはその
微小磁石の分散と沈降防止にすぐれた作用効果を奏する
ためと、微小磁石の適切なる回転および凝集防止のため
の要件を全て満足しなければならない性能が要求される
からである。

このためには分散液体の降伏値は５ｄｙｎｅ１０Ａ以上
でなければならない。

なお、この考案で用いる１降伏値ヨとは、液体に応力を
加えて、その液体に流動を起こさせるに必要なその応力
の限界値を指し、例えば第１図に示される液体の流動曲
線において、Ａ点で示される応力で表されるものである
。

反転表示微小磁石の残留磁気モーメントは０．２８ｍｕ
／ ９より小さくては降伏値をいくら調整しても反転が
充分に行なえない欠点がある。

一方、反転表示微小磁石を回転させるためには残留磁気
モーメントは高い方が好ましい。

しかし、残留磁気モーメントが高くなれば反転表示微小
磁石は凝集してしまい分散せず、したがって回転による
表示は不可能である。

通常、微小磁石の残留磁気モーメントが１０２ｍｕ／ｆ
もの高い値を示す場合は反転表示微小磁石は完全に凝集
してしまつＯ ところが、この考案で使用する５ｄｙｎｅ／ｃｌｔ以上
の降伏値を有する分散液体は通常の分散液体とは全く異
なる性能を示し、反転表示微小磁石の凝集を防止する。

けれども、反転表示微小磁石の残留磁気モーメントがｌ
Ｑｅｍｕ／ ｇを超えると５ｄｙｎｅ／ｄ以上の降伏値
を有する分散液体であっても反転表示微小磁石の凝集を
防止しえない傾向が生じ、反転表示微小磁石の回転によ
る表示が不鮮明となる傾向を示す。

したがって、反転表示微小磁石の残留磁気モーメントは
１ｏｅｍｕ／７以下でなければならない。

またこの考案は反転表示微小磁石の反転によって表示を
行なうものであるため、たんに微小磁石が回転すればよ
いというものではない。

反転表示微小磁石を反転させたとき、反転表示微小磁石
の所望の磁極が基板の表示面に平行な位置まで回転しき
れない場合と、平行な位置まで回転する場合と、基板の
表示面に１８０度以上の回転によって不規則な位置に並
んでしまう場合とがある。

本考案者らは鮮明な表示を行なうためには反転表示微小
磁石が磁極が基板の表示面に平行になるように表示のた
びごとに１８０度回転した位置で停止することが必要で
あるということを解明した。

これ以上またはこれ以下の回転によっては所望の磁極が
表示面に対して平行にならないため表示は行なえないの
である。

このため反転表示微小磁石の残留磁気モーメントと降伏
値との間には回転を所望の位置で止めるために特定の性
能が要求される。

降伏値５ｄｙｎｅ／己以上の分散液体を用いて残留磁気
モーメントが０．２〜ｌＱｅｍｕ／ ９である反転表示
微小磁石を使用した場合のみ、反転が良好に行なわれ所
望の磁極が基板の表示面に表われ鮮明な表示を行なうこ
とができる。

さらにこの考案では反転表示微小磁石は保磁力が５００
工ルステツド以上であることが必要である。

たんに反転表示微小磁石の浮上沈降で表示を行なう場合
は５００工ルステツド以上もの高い保磁力は必要ではな
くはるかに小さい保磁力で充分である。

しかし、この考案のように微小磁石の磁極面を完全に反
転させるためには、保磁力が少なくとも５００工ルステ
ツド以上でなければならない。

５００工ルステツド未満では表示時に基板の表示面に対
する反転表示微小磁石の両極の配向がランダムになり、
必要な磁極面が表示面に平行に配列しないため表示が不
鮮明ないし不可能となるからである。

この考案において微小磁石の残留磁気モーメントと保磁
力の測定は、振動試料型磁力計（東英工業■製ＶＳＭＰ
−１型）で行ない、その方法は次のようである。

すなわち、次のふた（４）と本体（Ｂｌ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
計の磁界を及ぼすとＸＹ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残留磁気モーメントを求め
、この値を測定ケースにつめ込んだ微小磁石の重さで割
って単位重量当りの残留磁気モーメント（ｅｍｕ／ｇ）
を換算する。

（４）厚み１咽で直径６．−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５ｍｍの嵌合
用突起からなるアクリル樹脂製ふた（Ｂ） 内径が５
ｍで奥ゆき５．２７１１７１１の孔を有する外径が６．
−で長さが５．５ＴＩｒＩＩｔのアクリル樹脂製有底円
筒形ケース本体 この考案において微小磁石分散液体の降伏値の測定はブ
ルックフィールド型ＢＬ粘度計（東京計器■製）による
直接法で行ないその方法は次のようである。

粘度計のローターの分散液体中に浸漬し、ローターを回
転させずに分散液体のみをローターの周りを０．２ｒ−
ｐ−ｍの非常におそい速度で回転させるとローターのバ
ネもねじれてローターと分散液体とが一緒に回転するが
、ローターが成る角度までねじれると遂に分散液体とロ
ーター間ですべりが起こり始める。

この時のローターのねじれ角目盛を測定し、このねじれ
角目盛とローターのバネのねじれ常数およびローターの
形状、面積から降伏値を換算する。

その換算式は次のようである。

ロータ一番号 降伏値 Ｎｏ、１０−ター ０．１６８０ 叱、２０−ター ０．８４０θ 出、３０−ター ３．３６０θ 但し、θは測定したローターのねじれ角目盛である。

この考案の分散液体を２枚の基板間に封入して磁気パネ
ルを作る際、２枚の基板間の間隙は使用目的に応じて適
当に変え得るが記録によってコントラストの高い鮮明な
表示が得られ、かつきれいに消去するには０．５ｍｍ〜
２０ｗｎの範囲で良い。

２枚の基板の、記録して得た表示を読みとる方の基板は
透明が望ましく、用途によっては半透明状のものも使用
でき、各種のプラスチックやガラスが用いられ、他方の
面の基板は必らずしも透明であることは不要であり、各
種のプラスチックやガラスや金属などを用いうる。

これらのプラスチックやガラスは着色してあってもなく
てもよい。

また、２枚の基板間に封入した分散液体が流れ出さない
ようにすることが必要である。

このために、例えば２枚の基板間の周囲をセキ板でとめ
たり接着剤でふさいだり、融着したりする。

また、貫通した個々の独立したセルを有する板の片面に
基板を貼った後、各セル中に分散液体を封入し、その後
他面に基板を貼って磁気パネルを作るか、或いは貫通は
していないが個々の独立したセルを有する板の各セル中
に分散液体を封入した後、基板を貼って磁気パネルを作
ると、多セル板を用いない時とくら゛べてどんな取り扱
いを受けても、長時間経時しても非常に安定したものと
なる。

この場合のセルの形状は円でも多角形でも良いが、各セ
ルを個別に分けている隔壁は薄い程連続性のある良好な
表示が得られ、好ましくは０．５ｒＩｒ！ｒＬ厚以下で
あることが望ましい。

この考案に用いる磁極を異なる色に色分けした微小磁石
は、磁極面を異なる色に着色したり、一方の磁極にのみ
着色を施したりした全てのものを意味する。

すなわち、反転により表示を行なう磁極面が異なる色で
あれば反転によって色が変化し表示が行なえるのである
。

磁性材料としては、フェライト、希土類コバルトなどを
一種または２種以上使用できる。

フェライトとしては、バリウムフェライト、ストロンチ
ウムフェライト、鉛フェライト、コバルトフェライトな
どが挙げられ、希土類コバルトとしては、イツトリウム
コバルト、セリウムコバルト、プラセオジウムコバルト
、サマリウムコバルトなどが挙げられる。

微小磁石は少なくとも一方に磁性材料を含有した２種の
互いに色の異なる塗料を用意し、その塗料を用いて互い
に色の異なる２層の複合シートをを形成し、次に複合シ
ート中の磁性材料に磁界をかけて一定の磁気ベクトルを
付与し、引き続き多数の小さな粒子に粉砕しても得られ
るが、この場合磁性材料の使用量は、種類により多少変
るが大体微小磁石にして１〜４唾量％使用することによ
り０．２〜ｌＱｅｍｕ／ ｆの範囲内の残留磁気モーメ
ントを与えることができる。

微小磁石の大きさは４４〜２５０ミクロンの範囲が最も
好適である。

保磁力８００工ルステツド以上の磁性材料としては、上
記のフェライト、希土類コバルトの各員のほか、コバル
ト含有ガンマ−酸化鉄、コバルト含有マグネタイトなど
が好適である。

分散液体中の微小磁石の使用量は後述の分散媒１０幅に
対して４部以上が好ましい。

これ以下では、一方の基板上から記録用表示磁石で文字
や模様を記録したとき、記録用表示磁石によって反転さ
せられた微小磁石が記録用表示磁石で描いた軌跡をすき
間なくぎっしりとうめるだけの量に足りないので、表示
が不連続で線切れの状態を起す場合があるからである。

この考案に用いる分散液体は前述の微小磁石と分散媒と
該分散媒に不溶の微粒子増稠剤の三成分を必須成分とす
るが、このうち分散媒は水、グリール類などの極性分散
媒や、有機溶剤、油類などの非極性分散媒のいずれでも
用いることができるが脂肪族炭化水素溶剤、とくにイソ
パラフィン系溶剤が良い性質を示す。

次に、この考案において、降伏値を出すために用いる増
稠剤を例示すると、（イ）無水けい酸、含水けい酸、含
水けい酸カルシウム、含水けい酸アルミニウム、シリカ
粉、けいそう土、カオリン、ハードクレー、ソフトクレ
ー、ベントナイト、有機ベントナイトなどの微粉けい酸
および微粉けい酸塩、（ロ）微粉アルミナ、（ハ）極微
細炭酸カルシウム、軽微性炭酸カルシウム、極微細活性
化カルシウムなどの微細炭酸カルシウム、に）含水塩基
性炭酸マグネシウムなどの微粉炭酸マグネシウム、（ホ
）硫酸バリウム、（へ）ベンチジンイエロー、（ト）ポ
リエチレン、低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、
低分子量ポリプロピレンなどのオレフィン重合体、（チ
）エチレン−酢ビ共重合体、エチレン−アクリル酸エチ
ル共重合体、エチレン−不飽和有機酸共重合体などのオ
レフィンとこれと共重合可能な単量体との共重合体、（
す）ポリアルキルスチレン、（ヌ）ワックス、（ル）金
属石鹸、（ヲ）脂肪酸アミド、（ワ）デキストリン酸脂
肪酸エステル、（力）ヒドロキシプロピルセルロースエ
ステル、（ヨ）ショ糖脂肪酸エステル、（夕）アシルア
ミノ酸エステル、（し）デンプン脂肪酸エステル、（ソ
）ジベンジリデンソルビトールなどが挙げられ、これら
の微粒子増稠剤を単独または併用できる。

使用量は分散媒や増稠剤の種類により多少変るが大体分
散媒１０唾量％に対して０．５重量％以上の添加により
５ｄｙｎｅ／ＣＦ＋！以上の降伏値を与えることができ
る。

この考案において磁気パネルと組合せる表示磁石は記録
用と記録消去用の２種を併用する。

これらの表示磁石は磁束密度が２５〜２０００ガウスの
範囲内のものを反転表示微小磁石の残留磁気モーメント
に合せて適宜選択し使用することができる。

記録用表示磁石については、目的に応じて接触面積を適
宜調整する必要があるが、通常は１〜３閣径のものが好
適である。

勿論、大きい文字などを描いたりスタンプとして用いる
場合は１０〜８０ｍｍ程度のものも使いやすい。

記録消去用表示磁石は比較的面積の大きいものを用意し
、消去する場合にそれを用いて全面もしくは部分的に消
去することもできる。

次にこの考案を図面について説明する。

第２図は透明な表面基板３と裏面基板１の間に分散液体
２をいれ、周囲をセキ板または接着剤５で封じこんだ磁
気パネル６である。

分散液体２内には第３図に示す微小磁石４が分散してお
り、この微小磁石４は磁性材料が含まれた黒色着色層４
ａとこの層の上に密着した白色着色層４ｂとから戊り、
やじり方向がＮ極を示すように着磁されている。

第４図は基板１と基板３との間を、多セル構造７となし
、この多セル構造７はおのおの独立したセルを形作り基
板１と一体の隔壁からなり、セル開口部を基板３で貼っ
た各セル内に分散液体２を封入した磁気パネル６である
。

第５図は基板１と基板３との間を、多セル構造７となし
、この多セル構造７はおのおの独立したセルを形作り基
板１と一体の凹みからなり、セル開口部わ基板３で貼っ
た各セル内に分散液体２を封入した磁気パネル６である
。

第６図は基板１と基板３の間を多セル構造７となし、こ
の多セル構造７はおのおの独立したセルを形作る貫通孔
が設けられた多セル板からなり、多セル板の両面を基板
１と基板３で貼った各セル内に分散液体２を封入した磁
気パネル６である。

第７図は基板１と基板３の間を多セル構造７となし、こ
の多セル構造７はおのおの独立したセルを形作る貫通孔
が設けられた多セル板からなり、この多セル板を基板１
の中央部に形成した凹みの底に貼り、基板１の周辺の縁
部８とセル開口部を基板３で貼って各セル内に分散液体
２を封入した磁気パネル６である。

各図に示した多セル構造７は第８図で示すハニカム形セ
ルフａや第９図で示す断面が四角形のセルフｂで形成し
てもよい。

さらに第１０図で示すように、複数の波形板７ｃを横列
させ、各波形板７ｃの頂部７ｄを隣り合う波形板７ｃの
頂部７ｄに固着してぼうすい形のセルフｅで形ａするよ
うにしてもよい。

またさらに、第１１図で示す三角形のセルフｆや第１２
図で示す円形のセルフｇで形成するようにしてもよい。

なお、第１３図のように磁気パネル６の裏面基板１の外
面に鉄のような高透磁性板１ａを貼り合せると、表示や
記録の際反転表示微小磁石４の磁極面が表示面に対して
一層平行となり良好な表示が得られる。

第１４図第１５図に磁気パネルに組合せる表示磁石を例
示する。

第１４図は把持軸９と結合したＳ極の記録用表示磁石１
０である。

第１５図は把持片１１と結合したＮ極の記録消去用表示
磁石１２である。

表示を行なうには、磁気パネル６の基板３の表面を記録
消去用表示磁石１２て走査して全ての微小磁石の一方の
色、すなわち白を基板３側に向かわせておき、磁気パネ
ル６の基板１側あるいは基板３側から記録用表示磁石１
０で筆記して分散液体２に磁界を作用させ、反転した微
小磁石４の他方の色、すなわち黒が基板３側に向くこと
により白のバックに黒の表示が行なえる。

前記操作をくり返すことにより鮮明な記録表示、消去は
何度でも行なうことができる。

記録用磁石は第１６図や第１７図に示すスタンプにして
用いることができる。

第１６図のスタンプは絵や文字をかたどった切抜き部１
３を有する磁石板１０である。

第１６図のスタンプは板１４の表面に設置された絵や文
字をかたどった磁石１０である。

白のバックの磁気パネル６にこれらのスタンプの磁界を
作用させると、第１６図のスタンプでは黒のバックに切
抜き部１３に対応する白の表示が得られ、第１７図のス
タンプでは白のバックに磁石１０に対応する黒の表示が
得られる。

第１８図は記録用表示磁石１０と記録消去用表示磁石１
２とを把持片１１に取付け、さらにこの把持片１１に磁
石１０と異なる磁極の記録用表示磁石１０ａと、磁石１
２と異なる磁極の記録消去用表示磁石１２ａを取付けた
ものである。

この表示磁石を磁気パネルに組合せると、磁石１０と磁
石１２を選択して使用すれば、前述と同じく白のバック
に黒の表示が行なえ、磁石１０ａと磁石１２ａを選択し
て使用すれば、黒のバックに白の表示を行なうことがで
きる。

この場合、各磁石を個別に磁気パネルに組合せて使用し
てもよい。

上述のごとく、記録用表示磁石、記録消去用磁石のいづ
れかの磁界を磁気パネルの分散液体に作用せしめる操作
で表示や消去を行なうことができるので、第１９図のよ
うな絵や文字を設けた透明シート１５や、第２０図のよ
うな絵や文字をかたどった切抜き部１６を有する磁性板
１７を組合せることができる。

すなわち、第１９図の透明シート１５を磁気パネル６の
上に置き記録用表示磁石１０でそのシートの絵や文字を
なぞると、その絵や文字どおりの表示が得られ、第２０
図の磁性板１７を磁気パネル６に置きその上から記録消
去用表示磁石１２を走査すると、その磁石の磁界が切抜
き部１６以外の部分では阻害されて作用せず、そのため
切抜き部１６に対応する表示を得ることができる。

また、前述のごとく、記録用表示磁石、記録消去用磁石
のいずれかの磁界を磁気パネルの片面側から作用せしめ
る操作で表示や消去を行なうことができるので、例えば
基盤状の線を透明シートに設けて磁気パネルの上に貼設
したり、あるいは第２１図のように磁気パネル６の表示
側の基板に直接基盤状の線１８を設け、これらの接触部
１０ｂが円柱形の記録用表示磁石１０（第２２図）、お
よび接触部１０ｃが円筒形の記録用表示磁石１０（第２
３図）を組合せれば囲碁が行なえる。

また、上記の組合せにさらに第２４図のような円筒状接
触部１０ｃの筒内に接触部１０ｃと異なる磁極の磁石ｌ
ｅｄを入れた記録用表示磁石１０を組合せると碁石取り
ゲームが行なえる。

すなわち、接触部１０ｂ、１０ｃを用いて行なった第２
５図の表示ａ、 ｂは、表示ａに接触部１０ｂを押しあ
てると白丸から黒丸に変更でき、表示すに磁石ｌｅｄを
組み込んだ接触部１０ｃを押しあてると黒丸から白丸に
変更できることとなる。

前述の各側で表示磁石は永久磁石であるものとしている
が、電磁石も使用でき、第２６図に電磁石と磁気パネル
の組合せ例を示す。

１０は磁気パネル６のセルに対応し、かつマトリックス
状に配列した電磁石である。

このようにして、所望の磁石１０を励磁すれば磁石１０
の磁界の作用により表示が行なえ、磁石１０のコイルの
電流を逆に流して励磁するか、あるいは励磁を解いて、
磁石１０を配置した側とは反対の基板３から記録消去用
磁石１２の磁界を作用させれば表示の消去が行なえる。

この考案の磁石反転表示装置は鮮明性にすぐれた記録と
その記録の完全な消去を行なうことができるので、室内
外、水中での記録表示用として使用でき、テレフォンイ
ンデックス、筆箱、電卓、時計、机などと組合せて使用
することができるなど多目的な用法が得られきわめて有
効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に用いる磁気パネルの降伏値を説明す
る歪速度と応力の関係図、第２図は磁気パネルの断面図
、第３図は磁気パネルに用いる微小磁石の形状を説明す
る拡大斜視図、第４図〜第７図は磁気パネルの他の実施
例を示す断面図、第８図〜第１２図は磁気パネルに用い
る多セル構造の一部平面図、第１３図〜第１８図はこの
考案に用いる表示磁石の斜視図、第１９図と第２０図は
この考案装置に組合せる絵画板の斜視図、第２１図は磁
気パネルの他の実施例を示す斜視図、第２２図〜第２４
図はこの考案に用いる表示磁石の他の実施例を示す説明
図、第２５図は磁気パネルの表示の状態を説明する説明
図、第２６図はこの考案装置の他の実施例を示す断面図
である。 １．３・・・・・・基板、２・・・・・・分散液体、４
・・曲微小磁石、１０，１２・・・・・・表示磁石。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圓 磁極を異なる色に色分けした反転表示微小磁石と分
   散媒と微粒子増稠剤を主成分とする分散液体を２枚の基
   板間に封入してなり、 （イ）反転表示微小磁石は残留磁気モーメントが０．２
   〜１０ｅｍｕ＃の範囲内であって、保磁力カ５００エル
   ステッド以上であり、 （ロ）分散液体は降伏値が５ｄｙｎｅ ／Ｃ７１１以上
   である、磁石反転表示磁気パネルと、 （Ｂｌ 表示磁石 とを組合せてなる磁石反転表示装置。