JP2011248236A - Display particles, production method thereof and image display medium using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像の表示に供される表示粒子およびその製造方法ならびに表示粒子を用いた画像表示媒体に関する。 The present invention relates to display particles used for displaying an image, a method for manufacturing the same, and an image display medium using the display particles.
従来、電子ペーパ等に適用される画像表示媒体に関し、色および帯電特性が異なる複数種類の表示粒子が、電界が印加される一対の基板間に封入されると共に、当該基板間を電界に応じて移動することにより画像を表示する構成が知られている(特許文献1参照)。また、この種の画像表示媒体では、電気・磁気を利用した書き込み方式として、基板間に充填した溶媒中に表示粒子を分散させた湿式の表示方式(電気泳動方式等)や、基板間の間隙(空気、窒素、アルゴン等の中)に表示粒子を分散させた乾式の表示方式(帯電トナー型表示方式および電子粉流体方式等)が開発されている。 Conventionally, regarding image display media applied to electronic paper or the like, a plurality of types of display particles having different colors and charging characteristics are encapsulated between a pair of substrates to which an electric field is applied, and between the substrates according to the electric field. A configuration for displaying an image by moving is known (see Patent Document 1). In this type of image display medium, as a writing method using electricity / magnetism, a wet display method (electrophoresis method or the like) in which display particles are dispersed in a solvent filled between substrates, or a gap between substrates. Dry display systems (charged toner type display system, electronic powder fluid system, etc.) in which display particles are dispersed (in air, nitrogen, argon, etc.) have been developed.
乾式の表示方式に関しては、例えば、少なくとも一方が透明な対向する基板間に表示粒子を封入し、これら基板間に電界を与えて表示粒子を移動させることにより画像を表示する画像表示媒体において、母粒子と少なくとも1種の子粒子とから構成された複合粒子を表示粒子として用いるとともに、粒子径比や粒子径分布等を管理することにより、画像表示の繰り返し時や保存時における安定性向上と駆動電圧低減との両立を図る技術が知られている(特許文献2参照)。 With regard to the dry display method, for example, in an image display medium that displays an image by enclosing display particles between opposing substrates at least one of which is transparent and applying an electric field between these substrates to move the display particles, Using composite particles composed of particles and at least one kind of child particle as display particles, and managing particle size ratio, particle size distribution, etc., improving stability and driving during repeated image display and storage A technique for achieving both reduction in voltage is known (see Patent Document 2).
また、例えば、透光性を有する第1の基板と、第1の基板に対向して配置された第2の基板と、第1の基板と第2の基板との間に封入された粒子群と、第1の基板と第2の基板との距離を一定に保つ隔壁とを有する画像表示媒体において、上記粒子群を、第1の粒子と、この第1の粒子とは色が異なる第2の粒子と、第1の粒子を正に第2の粒子を負に帯電させる第3の粒子とから構成することにより、繰り返し表示性能の向上や駆動電圧の低減を図る技術が知られている(特許文献3参照)。 For example, the 1st board | substrate which has translucency, the 2nd board | substrate arrange | positioned facing the 1st board | substrate, and the particle group enclosed between the 1st board | substrate and the 2nd board | substrate And an image display medium having a partition wall that keeps the distance between the first substrate and the second substrate constant. The particle group includes a first particle and a second color different from the first particle. And a third particle that positively charges the second particle and negatively charges the second particle, thereby improving the display performance and reducing the driving voltage. (See Patent Document 3).
また、この種の画像表示媒体の画像の表示色として白色を用いる場合に、コントラストを向上させると共に、画像を繰り返し表示した場合にも経時的なコントラストの低下を防止するための技術が存在する。例えば、正または負に帯電し得る性質を有し、酸化チタンを含む表示粒子において、酸化チタンの平均分散径を1μm以下にすると共に、当該酸化チタンの表面が親油処理された表示粒子が知られている(特許文献4参照)。 In addition, there is a technique for improving contrast when white is used as the display color of an image of this type of image display medium, and for preventing a decrease in contrast over time even when an image is repeatedly displayed. For example, display particles having a property that can be positively or negatively charged and containing titanium oxide have been known to have an average dispersion diameter of titanium oxide of 1 μm or less and the surface of the titanium oxide is subjected to lipophilic treatment. (See Patent Document 4).
しかしながら、上記特許文献2〜4に記載された従来の画像表示媒体では、画像表示を繰り返し実施した際に、表示粒子の一部が基板等に付着した状態となって滞留し、画像表示動作が不安定になったり、白黒画像のコントラストが低下したりするという問題があった。その結果、表示粒子を適切に移動させるために駆動電圧を増大させる必要があった。これに対し、従来、表示粒子に対して機械的または熱的に球形化処理を施す試みがなされているが、単に表示粒子を球形化しただけでは、表示粒子の粉体流動性の向上は期待できない。
However, in the conventional image display media described in
また、上記従来の画像表示媒体では、表示粒子を基板間に封入する際に、粒子同士の凝集力が強くなり、その封入量にばらつきが生じて、画像表示媒体の画像にムラがでるという問題もあった。 Further, in the conventional image display medium, when the display particles are encapsulated between the substrates, the cohesive force between the particles becomes strong, the encapsulated amount varies, and the image on the image display medium is uneven. There was also.
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、画像表示媒体の画像表示の際に、表示粒子同士の凝集を抑制することにより、駆動電圧を低減しつつ高いコントラストを実現することができる表示粒子およびその製造方法ならびに表示粒子を用いた画像表示媒体を提供することを主目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems of the prior art, and at the time of image display of an image display medium, by suppressing aggregation of display particles, the drive voltage is reduced and high. The main object is to provide display particles capable of realizing contrast, a method for producing the same, and an image display medium using the display particles.
本発明の表示粒子は、対向配置された少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、当該基板間に封入された所定の帯電特性を有する表示粒子群とを備え、前記基板間に電界を印加して前記表示粒子群を移動させることにより画像表示を行なう画像表示媒体に用いられる表示粒子であって、負帯電性の第1表示粒子と、前記第1表示粒子とは異なる色を有する正帯電性の第2表示粒子と、平均粒径が0.8μm〜4.5μmであり且つ当該粒径の変動係数が14以下であるシリコーン微粒子とを含むことを特徴とする。 The display particles of the present invention include a pair of substrates that are arranged so that at least one of them is translucent and a group of display particles having a predetermined charging property enclosed between the substrates, and an electric field is generated between the substrates. Display particles used in an image display medium that displays an image by applying and moving the display particle group, wherein the negatively chargeable first display particles and the first display particles have a color different from that of the first display particles. It is characterized by comprising chargeable second display particles and silicone fine particles having an average particle diameter of 0.8 μm to 4.5 μm and a coefficient of variation of the particle diameter of 14 or less.
このように本発明によれば、画像表示媒体の画像表示の際に、表示粒子同士の凝集を抑制することにより、駆動電圧を低減しつつ高いコントラストを実現することができるという優れた効果を奏する。 As described above, according to the present invention, when displaying an image on an image display medium, by suppressing aggregation of display particles, an excellent effect is achieved in that high contrast can be realized while driving voltage is reduced. .
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、対向配置された少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、当該基板間に封入された所定の帯電特性を有する表示粒子群とを備え、前記基板間に電界を印加して前記表示粒子群を移動させることにより画像表示を行なう画像表示媒体に用いられる表示粒子であって、負帯電性の第1表示粒子と、前記第1表示粒子とは異なる色を有する正帯電性の第2表示粒子と、平均粒径が0.8μm〜4.5μmであり且つ当該粒径の変動係数が14以下であるシリコーン微粒子とを含む構成とする。 A first invention made to solve the above problems includes a pair of substrates, at least one of which is disposed facing each other, having translucency, and a group of display particles having a predetermined charging property enclosed between the substrates. Display particles used for an image display medium that displays an image by applying an electric field between the substrates and moving the display particle group, the first display particles having negative chargeability, and the first display A positively chargeable second display particle having a color different from that of the particle, and a silicone fine particle having an average particle diameter of 0.8 μm to 4.5 μm and a coefficient of variation of the particle diameter of 14 or less. .
これによると、表示粒子は、平均粒径が0.8μm〜4.5μmであり且つ粒径の変動係数が14以下であるシリコーン微粒子を含む構成であるため、画像表示媒体の画像表示の際に、表示粒子同士の凝集が抑制される。また、逆極性に帯電する表示粒子の発生も抑制される。その結果、基板間での表示粒子の移動が容易となり、駆動電圧を低減しつつ高いコントラストを実現することができる。また、画像表示媒体の製造の際にも、表示粒子同士の凝集が抑制されるため、基板間への表示粒子封入が容易となり、セル間での表示粒子の封入量のバラツキを低減させて、表示画像の均一化を図ることができるという利点がある。 According to this, since the display particles are configured to include silicone fine particles having an average particle diameter of 0.8 μm to 4.5 μm and a coefficient of variation of the particle diameter of 14 or less, when displaying an image on the image display medium, , Aggregation of display particles is suppressed. In addition, the generation of display particles that are charged to the opposite polarity is also suppressed. As a result, the display particles can easily move between the substrates, and a high contrast can be realized while reducing the driving voltage. In addition, since the aggregation of the display particles is suppressed during the production of the image display medium, the display particles can be easily enclosed between the substrates, and the variation in the amount of display particles enclosed between the cells is reduced. There is an advantage that the display image can be made uniform.
また、第2の発明は、上記第1の発明において、前記第2表示粒子に負帯電性の前記シリコーン微粒子を付着させた構成とすることができる。 The second invention may be configured such that, in the first invention, the negatively chargeable silicone fine particles are adhered to the second display particles.
これによると、正帯電性の第2表示粒子に負帯電性のシリコーン微粒子を付着させることにより、負帯電性の第1表示粒子との静電反発を利用して凝集を緩和することができる。 According to this, by adhering negatively chargeable silicone fine particles to the positively chargeable second display particles, aggregation can be mitigated by utilizing electrostatic repulsion with the negatively chargeable first display particles.
また、第3の発明は、上記第1の発明において、前記第1表示粒子に正帯電性のアミノシランにより処理された前記シリコーン微粒子を付着させた構成とすることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the silicone fine particles treated with positively charged aminosilane may be attached to the first display particles.
これによると、負帯電性の第1表示粒子に正帯電性のシリコーン微粒子を付着させることにより、正帯電性の第2の表示粒子との静電反発を利用して凝集を緩和させることができる。 According to this, by adhering positively chargeable silicone fine particles to the negatively chargeable first display particles, aggregation can be mitigated by utilizing electrostatic repulsion with the positively chargeable second display particles. .
また、第4の発明は、上記第1から第3の発明のいずれかにおいて、前記シリコーン微粒子は、アルキルトリアルコキシシランを加水分解し、当該加水分解生成物の縮合反応により生成された球状シリコーン微粒子である構成とすることができる。 In addition, according to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the silicone fine particles hydrolyze an alkyltrialkoxysilane, and the spherical silicone fine particles generated by a condensation reaction of the hydrolysis products. It can be set as the structure which is.
これによると、球状シリコーン微粒子を用いることにより、画像表示媒体の画像表示の際に、表示粒子同士の凝集をより効果的に抑制することができる。 According to this, by using the spherical silicone fine particles, aggregation of the display particles can be more effectively suppressed during the image display of the image display medium.
また、第5の発明は、上記第1から第4の発明のいずれかにおいて、前記第1表示粒子は、少なくとも結着樹脂とシリコーンオイルで処理された酸化チタンとから生成された着色樹脂粒子と、当該着色樹脂粒子の表面に固着した平均粒径が3nm〜14nmの無機微粒子とを含み、当該無機微粒子は炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理された構成とすることができる。 Further, a fifth invention is the method according to any one of the first to fourth inventions, wherein the first display particles are colored resin particles generated from at least a binder resin and titanium oxide treated with silicone oil. And inorganic fine particles having an average particle size of 3 nm to 14 nm fixed to the surface of the colored resin particles, and the inorganic fine particles were surface-treated with an alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms. It can be configured.
これによると、着色樹脂粒子中の酸化チタンの均一分散が図られると共に、表示粒子の粉体流動性が高まるため、少なくとも白色表示を行う画像表示媒体の画像表示の際に、駆動電圧を低減しつつ高いコントラストを実現することができ、しかも、繰り返し表示を行った場合でも安定した画像表示動作を維持できる。 According to this, since the titanium oxide is uniformly dispersed in the colored resin particles and the powder fluidity of the display particles is increased, the driving voltage is reduced at least during the image display of the image display medium that performs white display. In addition, a high contrast can be realized, and a stable image display operation can be maintained even when repeated display is performed.
また、第6の発明は、上記第1から第5の発明のいずれかにおいて、前記第2表示粒子は、少なくとも結着樹脂とアミノ変性シリコーンオイルで処理されたカーボンブラックとから生成された着色樹脂粒子と、当該着色樹脂粒子の表面に固着した平均粒径が3nm〜14nmの無機微粒子とを含み、当該無機微粒子は炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンと、アミン系カップリング剤とによって表面処理された構成とすることができる。 According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the second display particle is a colored resin produced from at least a binder resin and carbon black treated with an amino-modified silicone oil. Particles and inorganic fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 14 nm fixed to the surface of the colored resin particles, the inorganic fine particles having an alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, an amine It can be set as the structure surface-treated with the system coupling agent.
これによると、着色樹脂粒子中のカーボンブラックの均一分散が図られると共に、表示粒子の粉体流動性が高まるため、少なくとも黒色表示を行う画像表示媒体の画像表示の際に、駆動電圧を低減しつつ高いコントラストを実現することができ、しかも、繰り返し表示を行った場合でも安定した画像表示動作を維持できる。 According to this, since the carbon black in the colored resin particles is uniformly dispersed and the powder fluidity of the display particles is increased, the driving voltage is reduced at least during the image display of the image display medium that performs black display. In addition, a high contrast can be realized, and a stable image display operation can be maintained even when repeated display is performed.
また、第7の発明は、上記第5または第6の発明において、前記着色樹脂粒子は、形状係数が125以下であり、当該形状係数の変動係数が16以下である構成とすることができる。 In addition, according to a seventh invention, in the fifth or sixth invention, the colored resin particles may have a shape factor of 125 or less and a variation coefficient of the shape factor of 16 or less.
これによると、着色樹脂粒子の形状を真球体に近づけることにより、画像表示媒体における繰り返し表示特性の安定化を図ることが可能となる。 According to this, it becomes possible to stabilize the repeated display characteristics in the image display medium by bringing the shape of the colored resin particles close to a true sphere.
また、第8の発明は、対向配置された少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、当該基板間に封入された所定の帯電特性を有する表示粒子群とを備え、前記基板間に電界を印加して前記表示粒子群を移動させることにより画像表示を行なう画像表示媒体に用いられる表示粒子の製造方法であって、前記表示粒子は、負帯電性の第1表示粒子および当該第1表示粒子とは異なる色を有する正帯電性の第2表示粒子を含み、前記第1表示粒子に関し、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含む着色樹脂粒子を生成する工程と、前記着色樹脂粒子の表面に、少なくとも炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理された平均粒径3nm〜14nmの無機微粒子を付着させる工程と、前記無機微粒子が付着した前記着色樹脂粒子に対し、前記結着樹脂の軟化点よりも180〜300℃高い温度の熱風による表面処理を施すことにより、当該着色樹脂粒子の表面に前記無機微粒子を固着させる工程と、前記無機微粒子を固着させた前記着色樹脂粒子の表面に、平均粒径が0.8〜4.5μmであり且つ当該粒径の変動係数が14以下であるアミノシランにより処理されたシリコーン微粒子を付着させる工程とを含む構成とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a pair of substrates, at least one of which is disposed facing each other, having a light-transmitting property, and a display particle group having a predetermined charging property enclosed between the substrates, and an electric field between the substrates. Display particles used in an image display medium that displays an image by moving the display particle group, wherein the display particles are negatively charged first display particles and the first display. Forming positively chargeable second display particles having a color different from the particles, and generating colored resin particles containing at least a binder resin and a colorant with respect to the first display particles; and a surface of the colored resin particles A step of adhering inorganic fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 14 nm, which is surface-treated with an alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having at least 6 to 18 carbon atoms, The inorganic fine particles are fixed to the surface of the colored resin particles by subjecting the colored resin particles to which the fine particles are adhered to the surface of the colored resin particles by subjecting the colored resin particles to a surface treatment with hot air having a temperature 180 to 300 ° C. higher than the softening point of the binder resin. And fine particles treated with aminosilane having an average particle size of 0.8 to 4.5 μm and a coefficient of variation of the particle size of 14 or less on the surface of the colored resin particles to which the inorganic fine particles are fixed And a step of adhering.
また、第9の発明は、対向配置された少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、当該基板間に封入された所定の帯電特性を有する表示粒子群とを備え、前記基板間に電界を印加して前記表示粒子群を移動させることにより画像表示を行なう画像表示媒体に用いられる表示粒子の製造方法であって、前記表示粒子は、負帯電性の第1表示粒子および当該第1表示粒子とは異なる色を有する正帯電性の第2表示粒子を含み、前記第2表示粒子に関し、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含む着色樹脂粒子を生成する工程と、前記着色樹脂粒子の表面に、少なくとも炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンと、アミン系カップリング剤とによって表面処理された平均粒径3nm〜14nmの無機微粒子を付着させる工程と、前記無機微粒子が付着した前記着色樹脂粒子に対し、前記結着樹脂の軟化点よりも180〜300℃高い温度の熱風による表面処理を施すことにより、当該着色樹脂粒子の表面に前記無機微粒子を固着させる工程と、前記無機微粒子を固着させた前記着色樹脂粒子の表面に、平均粒径が0.8〜4.5μmであり且つ当該粒径の変動係数が14以下であるシリコーン微粒子を付着させる工程とを含む構成とする。 The ninth invention comprises a pair of substrates, at least one of which is disposed facing each other, having a light-transmitting property, and a display particle group having a predetermined charging property enclosed between the substrates, and an electric field between the substrates. Display particles used in an image display medium that displays an image by moving the display particle group, wherein the display particles are negatively charged first display particles and the first display. Forming positively chargeable second display particles having a color different from that of the particles, and generating colored resin particles containing at least a binder resin and a colorant with respect to the second display particles; and a surface of the colored resin particles And an average trial particle size of 3 nm to 14 nm surface-treated with an alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms and an amine coupling agent. The colored resin particles are subjected to a surface treatment with hot air having a temperature higher by 180 to 300 ° C. than the softening point of the binder resin on the colored resin particles to which the inorganic fine particles are adhered A step of fixing the inorganic fine particles to the surface, and a surface of the colored resin particles fixed with the inorganic fine particles having an average particle size of 0.8 to 4.5 μm and a coefficient of variation of the particle size of 14 or less. And a step of attaching the silicone fine particles.
また、第10の発明は、上記第8または第9の発明において、前記シリコーン微粒子を前記着色樹脂粒子の表面に固着させる工程を更に含む構成とすることができる。 The tenth invention may be configured to further include a step of fixing the silicone fine particles to the surface of the colored resin particles in the eighth or ninth invention.
これによると、シリコーン微粒子を着色樹脂粒子の表面に固着させることにより、画像表示媒体の画像表示の際に、表示粒子同士の凝集をより効果的に抑制することができる。 According to this, by adhering the silicone fine particles to the surface of the colored resin particles, aggregation of the display particles can be more effectively suppressed during image display on the image display medium.
また、第11の発明は、上記第8から第10の発明のいずれかにおいて、前記結着樹脂は、軟化点が110℃〜180℃であり且つガラス転移点が70℃〜100℃である熱可塑性樹脂からなる構成とすることができる。 In an eleventh aspect based on any one of the eighth to tenth aspects, the binder resin has a softening point of 110 ° C. to 180 ° C. and a glass transition point of 70 ° C. to 100 ° C. It can be set as the structure which consists of a plastic resin.
これによると、着色樹脂粒子の表面を急速に溶融させることが可能となり、表面張力により球形化を進めるとともに、溶融した着色樹脂粒子の表面に対する無機微粒子の固着を促進させることができる。 According to this, the surface of the colored resin particles can be rapidly melted, the spheroidization can be promoted by the surface tension, and the fixing of the inorganic fine particles to the surface of the molten colored resin particles can be promoted.
また、第12の発明は、上記第1から第7の発明のいずれかに係る表示粒子を用いた画像表示媒体である。 A twelfth aspect of the invention is an image display medium using the display particles according to any one of the first to seventh aspects of the invention.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<画像表示媒体の構成>
図1は、本実施形態に係る画像表示装置の模式的な断面図である。図1に示すように、画像表示装置1は、所定の間隔をおいて対向配置された表面シート2と背面シート3との間の間隙4に色および帯電特性が互いに異なる2種類の表示粒子群5A,5B(以下、総称する場合には表示粒子群5という。)が封入された画像表示媒体10と、表面シート2と背面シート3との間に電界を印加する電界付与手段としての電圧印加装置6とにより主として構成されている。画像表示媒体10は、電子ペーパ等として用いられるものであり、公知の構成を有する電圧印加装置6により、表面シート2と背面シート3との間に電界を印加して表示粒子群5を両シート2,3に対して略垂直な方向に移動させることで、文字や図形等からなる画像表示を行なうと共に、当該画像表示を無電力で保持することができる。
<Configuration of image display medium>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the image display apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
図2は、本実施形態に係る画像表示媒体の模式的な平面図である。図2にも示すように、表面シート2と背面シート3との間には、間隙を保持するための部材として互いに直交するように配置された格子状の隔壁7が介装されており、これにより、両シート2,3間の間隙4の大きさが一定に保持されている。また、平面視における間隙4には隔壁7によって複数のセル8が画成されており、気体(空気、窒素、アルゴン等)が満たされた各セル内には2種類の表示粒子群5A,5Bが封入されている。ここで、表示粒子群5Aは、負帯電性の白色の第1表示粒子(以下、白色粒子という。)から構成され、表示粒子群5Bは、正帯電性の黒色の第2表示粒子(以下、黒色粒子という。)から構成されている。
FIG. 2 is a schematic plan view of the image display medium according to the present embodiment. As shown also in FIG. 2, between the
(表面シート)
表面シート2は、図1に示すように、透明なPET(ポリエチレンテレフタレート)から形成された表面基板11と、表面基板11の一方側(内側)に形成され、透明なITO(インジウム錫酸化物)からなる複数の帯状の列電極12と、これら列電極12を覆って保護すると共に表示粒子群5の帯電特性を安定化させるポリカーボネートから形成された誘電体膜13とが積層された構成を有している。
(Surface sheet)
As shown in FIG. 1, the
表面基板11としては、例えば、上記PETの他に、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、アクリル等からなる透明樹脂フィルムまたは透明樹脂シートのように可撓性を有するシートを好適に用いることができる。また、表面基板11として、ガラスや石英などの無機材料からなる可撓性を有しないシートを用いてもよい。
As the
表面基板11の厚さは、1〜10000μmであり、好ましくは5〜5000μmである。表面基板11は、厚さが1μm未満では、表面シート2の強度や背面シート3との間の間隙4の均一性を保持し難くなり、一方、厚さが10000μmを越えると、その透明性が低下すると共に、重量が増大して隔壁7のサイズを大きくする必要が生じるか、或いは隔壁7の強度が不足するという不都合が生じる。
The thickness of the
各列電極12は、所定の方向に共に延在し、透明かつパターン形成可能な導電性材料で形成されている。導電性材料としては、上記ITOの他に、アルミニウム、金、銀、銅などの金属類や、ITO、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズなどの金属酸化物系材料や、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類を用いることができる。
Each
各列電極12は、蒸着法、スパッタリング法または塗布法などにより導電膜として形成することができる。例えば、全面に電極材料(例えば、ITO)が塗布または蒸着された電極基板に対して、その塗布等された金属酸化物系導電膜を酸系エッチング材料でスクリーン印刷によりパターニングすることができる。
Each
また、各列電極12のパターン形成は、レーザエッチング法、スクリーン印刷法、マスクなどを利用した蒸着によるパターニング法、インクジェット法等を用いることができる。レーザエッチング法は、透明導電膜をレーザ加工によってパターニングする方法である。また、スクリーン印刷法は、印刷する基材の上に、開口パターンが形成されたスクリーン(例えば、200〜500メッシュ)を置き、その開口パターンを利用して、開口パターン部分だけに導電性高分子や無機透明導電粒子が分散したペースト材料(電極材料)を付着させて印刷することにより、パターニングする方法である。このようなスクリーン印刷法としては公知の技術を用いることができる。より詳細な説明が必要ならば、例えば、特開2004−287011号を参照されたい。
The pattern formation of each
各列電極12の幅は30〜5000μmであり、好ましくは100〜2000μmである。各列電極12の幅が30μm未満では、断線等の可能性が高くなり、一方、5000μmを越えると、1画素のサイズが大きくなり表示が粗くなる。また、隣接する列電極間のスペースは好ましくは20〜500μmであり、より好ましくは40〜300μmである。電極間のスペースが20μm未満では製作精度のバラツキ等により隣の列電極とショートする可能性が生じ、一方、500μmを越えると画像を表示しない領域が大きくなって表示品質が低下する。
The width of each
列電極12の面抵抗は、好ましくは1000Ω/□以下であり、より好ましくは500Ω/□以下である。列電極12の面抵抗が1000Ω/□を越えると、画像表示の書換の際に波形なまりが発生し、書換速度が遅くなる。また、画像表示部の端部の電圧が低下することにより、表示品質が低下するという問題が生じる。
The surface resistance of the
誘電体膜13には、上記ポリカーボネートの他に、ポリエステル、ポリイミド、エポキシ、ポリイソシアネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、ポリメチルメタクリレート、共重合ナイロン、紫外線硬化アクリル樹脂等を用いることができる。
In addition to the polycarbonate, polyester, polyimide, epoxy, polyisocyanate, polyamide, polyvinyl alcohol, polybutadiene, polymethyl methacrylate, copolymerized nylon, ultraviolet curable acrylic resin, or the like can be used for the
(背面シート)
背面シート3は、図1に示すように、透明なPETから形成された背面基板21と、背面基板21の内側に形成され、銅等からなる複数の帯状の行電極22と、行電極22を覆って保護すると共に当該行電極22と隔壁7とを接合する接着層23とが積層された構成を有している。各行電極22は、列電極12に直交する方向に延在し、互いに所定の間隔をおいて配置されている。また、接着層23は、低温熱硬化型ポリエステル樹脂接着剤によって形成されている。
(Back sheet)
As shown in FIG. 1, the
背面基板21には、上述の表面シート2の表面基板11と同様の材料を用いることができる。また、行電極22は上記列電極12と同様に構成することができるが、行電極22の導電性材料としては、背面基板21側からは必ずしも画像を表示する必要がないことなどから、銅、アルミニウム、銀ペーストや、銀ペーストにカーボンを添加したものを用いることもできる。
The
(隔壁)
隔壁7は、熱硬化性樹脂等の絶縁性材料からなる。隔壁7の形状は、用いられる表示粒子群5の特性により適宜設定することができる。隔壁7の幅は、10〜100μmであり、好ましくは20〜60μmである。また、隔壁7の高さは、20〜100μmであり、好ましくは30〜70μmである。
(Partition wall)
The
隔壁7は、対向する表面シート2と背面シート3との各々にリブを形成した後にそれらを接合する方法や、片側の基板上にのみリブを形成する方法等を用いて形成することができる。本実施形態では、1つのセルに複数の画素が含まれるが、1つのセルに1つの画素が含まれる構成でもよい。ここで、各画素は、各列電極12と行電極22とが交差する領域に形成される。
The
各セルの形状は、それらを画成する隔壁7の形状に応じて、例えば、四角状、ライン状、円形状または六角状とすることができ、そのようなセルは、格子状、ハニカム状または網目状に配置することができる。表示面側(ここでは、表面シート2側)から見た隔壁7の断面部分に相当するセルの枠部の面積は、表示画像の鮮明度の向上を図るために、可能な限り小さくした方が良い。
The shape of each cell can be, for example, a square shape, a line shape, a circular shape or a hexagonal shape, depending on the shape of the
隔壁7の形成には、例えば、フォトレジスト法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、アディティブ法、金型転写法を用いることができる。このうちレジストフィルムを用いるフォトレジスト法やスクリーン印刷法をより好適に用いることができる。
For the formation of the
フォトレジスト法では、透明基板及び対向基板のうち一方の基板上にドライフィルムを貼り付け、所定のパターンに露光し、現像し、洗浄する各工程により隔壁を形成できる。このようなフォトレジスト法としては公知の技術を用いることができる。より詳細な説明が必要ならば、例えば、特開2005−003892号を参照されたい。また、スクリーン印刷法では、上述の電極パターンを形成した基板上に、ステンレスメッシュなどからなる製版を介して、隔壁材料となるペーストを塗布・転写する。これを加熱、紫外線照射などにより硬化させる。このような工程を所望の高さの隔壁が形成されるまで繰り返す。このようなスクリーン印刷法としては公知の技術を用いることができる。より詳細な説明が必要ならば、例えば、特開2004−341018号を参照されたい。 In the photoresist method, the partition wall can be formed by the steps of attaching a dry film on one of the transparent substrate and the counter substrate, exposing to a predetermined pattern, developing, and washing. A known technique can be used as such a photoresist method. If a more detailed explanation is necessary, refer to, for example, JP-A-2005-003892. In the screen printing method, a paste serving as a partition wall material is applied and transferred onto a substrate on which the above electrode pattern is formed via a plate making made of stainless mesh or the like. This is cured by heating, ultraviolet irradiation or the like. Such a process is repeated until a partition wall having a desired height is formed. A known technique can be used as such a screen printing method. If a more detailed explanation is necessary, refer to, for example, JP-A-2004-341018.
各セルへの表示粒子の充填は、白色粒子からなる表示粒子群5Aと、黒色粒子からなる表示粒子群5Bとを、例えば、重量比2:1〜1:2の割合で混合し、この混合粒子を所望の量だけスクリーンを通してセル内に振るい落とすことにより実施することができる。このとき、隔壁7の頂上に残った不要な表示粒子は、ゴムブレードや金属ブレードで掻き取る方法、ブラシ等で掻き取る方法、粘着性のローラやシートを用いる方法などによって除去する。その後、表面基板11と背面基板21とを隔壁7を介して密接させ、両基板間を加圧保持して、隔壁7と両基板11,21とをそれぞれ接着する。各セルに対する表示粒子群5の充填率は、好ましくは20〜70%であり、より好ましくは30〜70%であり、更に好ましくは40〜60%である。
Each cell is filled with display particles by mixing the
表示粒子の充填には、隔壁7によって区切られたセル上に表示粒子を載せて、ブラシや刷毛など、或いは金属や樹脂ブレードなどを用いて表示粒子をセル内に充填する方法を用いることができる。また、セル上に表示粒子を載せて当該セルに振動を与えることにより、表示粒子をセル内に押し込む方法や、粉体スプレー内に充填した表示粒子を吹き付ける方法などを用いることもできる。さらに、セル裏面に対向電極を配置し、電界を利用して表示粒子をセル内に充填する方法を用いることもできる。また更に、隔壁7上に薄膜状の剥離部材を予め形成しておき、表示粒子をセルに充填した後にその剥離部材を取り除くことにより、隔壁7上の不要な表示粒子を除去することもできる。
For filling the display particles, a method can be used in which the display particles are placed on the cells separated by the
<表示粒子の構成>
表示粒子群5を構成する粉体粒子である表示粒子としての白色粒子および黒色粒子の各々は、その基部を構成する着色樹脂粒子と、この着色樹脂粒子に外添加された無機微粒子とから主として構成される。
<Configuration of display particles>
Each of white particles and black particles as display particles which are powder particles constituting the display particle group 5 is mainly composed of colored resin particles constituting the base and inorganic fine particles externally added to the colored resin particles. Is done.
白色粒子(第1表示粒子)は、所望の粒度分布を有する着色樹脂粒子と、当該着色樹脂粒子の表面に固着した平均粒径が3nm〜14nmの無機微粒子とを含み、当該無機微粒子が、炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理された構成である。後述するように、白色粒子の着色樹脂粒子には、着色剤としてシリコーンオイルで処理された酸化チタンを用いることが好ましい。 The white particles (first display particles) include colored resin particles having a desired particle size distribution and inorganic fine particles having an average particle size of 3 nm to 14 nm fixed to the surface of the colored resin particles. It is the structure surface-treated with alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group of several 6-18. As will be described later, it is preferable to use titanium oxide treated with silicone oil as a colorant for the colored resin particles of the white particles.
一方、黒色粒子(第2表示粒子)は、所望の粒度分布を有する着色樹脂粒子と、当該着色樹脂粒子の表面に固着した平均粒径が3nm〜14nmの無機微粒子とを含み、当該無機微粒子が、炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンと、アミン系カップリング剤とによって表面処理された構成であることが好ましい。後述するように、黒色粒子の着色樹脂粒子には、着色剤としてアミノ変性シリコーンオイルで処理されたカーボンブラックを使用することが好ましい。 On the other hand, the black particles (second display particles) include colored resin particles having a desired particle size distribution and inorganic fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 14 nm fixed to the surface of the colored resin particles. The surface treatment with an alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms and an amine coupling agent is preferred. As described later, it is preferable to use carbon black treated with amino-modified silicone oil as a colorant for the colored resin particles of the black particles.
また、本発明における表示粒子には、平均粒径が0.8〜4.5μmであり且つ当該粒径の変動係数が14以下であるシリコーン微粒子が含まれる。これにより、白色粒子および黒色粒子に関し、粒子同士の凝集を緩和することができ、画像表示媒体の画像表示の際に、基板間での各粒子の移動が容易ととなる。ここで、シリコーン微粒子の平均粒径が0.8μm未満の場合には、表示粒子同士の凝集を緩和する効果を得難い。一方、平均粒径が4.5μmよりも大きい場合には、表示粒子の粉体流動性を低下させる傾向にある。また、粒径の変動係数を14以下とすることにより、表示粒子の粉体流動性が向上し、凝集を緩和する効果がより高まる。 The display particles in the present invention include silicone fine particles having an average particle diameter of 0.8 to 4.5 μm and a coefficient of variation of the particle diameter of 14 or less. Thereby, regarding the white particles and the black particles, aggregation of the particles can be alleviated, and movement of each particle between the substrates is facilitated when displaying an image on the image display medium. Here, when the average particle size of the silicone fine particles is less than 0.8 μm, it is difficult to obtain an effect of alleviating the aggregation of the display particles. On the other hand, when the average particle diameter is larger than 4.5 μm, the powder fluidity of the display particles tends to be lowered. Moreover, by setting the coefficient of variation of the particle size to 14 or less, the powder fluidity of the display particles is improved, and the effect of alleviating aggregation is further increased.
シリコーン微粒子は、出発原料として加水分解性シランであるメチル、エチルまたはプロピル等のアルキルトリアルコキシシランを多量の水で加水分解し、その加水分解生成物の縮合反応によりシロキサン結合を形成させながら水中で微粒子に成長させることで得られる。生成されるシリコーン微粒子は球状(略真球状)で、狭い粒度分布を有することが好ましい。 Silicone fine particles are hydrolyzable alkyltrialkoxysilanes such as methyl, ethyl or propyl as a starting material with a large amount of water, and in water while forming siloxane bonds by condensation reaction of the hydrolysis products. It is obtained by growing into fine particles. The silicone fine particles produced are preferably spherical (substantially spherical) and have a narrow particle size distribution.
また、シリコーン微粒子は、着色樹脂粒子100重量部に対し0.5〜10重量部を添加することが好ましい。好ましくは1〜8重量部、より好ましくは1〜4重量部である。シリコーン微粒子の添加量が0.5重量部未満の場合には、粒子同士の凝集を緩和する効果を得難い。一方、添加量が10重量部よりも大きい場合には、シリコーン微粒子の浮遊粒子が生じ易い傾向となる。 The silicone fine particles are preferably added in an amount of 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colored resin particles. Preferably it is 1-8 weight part, More preferably, it is 1-4 weight part. When the addition amount of the silicone fine particles is less than 0.5 parts by weight, it is difficult to obtain the effect of relaxing the aggregation of the particles. On the other hand, when the addition amount is larger than 10 parts by weight, floating particles of silicone fine particles tend to be generated.
また、シリコーン微粒子は、無機微粒子を固着させた着色樹脂粒子と一定割合で混合することにより、表示粒子の表面に付着させることが好ましい。さらに、シリコーン微粒子が付着した表示粒子に対し、熱風による表面改質処理を施すことにより、シリコーン微粒子を固着させた構成も好ましい。このように、シリコーン微粒子を表示粒子に固定化することにより、表示粒子同士の凝集を緩和する効果が高まる。 Further, it is preferable that the silicone fine particles are adhered to the surface of the display particles by mixing them with colored resin particles to which inorganic fine particles are fixed at a certain ratio. Furthermore, a configuration in which the silicone fine particles are fixed by applying surface modification treatment with hot air to the display particles to which the silicone fine particles are attached is also preferable. Thus, by fixing the silicone fine particles to the display particles, the effect of alleviating the aggregation of the display particles is enhanced.
(着色樹脂粒子)
着色樹脂粒子は、バインダとしての結着樹脂と着色剤とを少なくとも含むように形成され、必要に応じて電荷制御剤等の添加剤を含む。
(Colored resin particles)
The colored resin particles are formed so as to include at least a binder resin as a binder and a colorant, and optionally include additives such as a charge control agent.
(結着樹脂)
結着樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等を用いることができ、これら2種以上を混合して用いることもできる。
(Binder resin)
As the binder resin, for example, urethane resin, urea resin, acrylic resin, polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, acrylic fluororesin, silicone resin, acrylic silicone resin, epoxy resin, polystyrene resin Styrene / acrylic resin, polyolefin resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluororesin, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyether resin, polyamide resin, etc. can be used. It can also be used as a mixture.
本実施形態では、結着樹脂に好適な材料として、アルコール成分と、カルボン酸、カルボン酸エステルまたはカルボン酸無水物等のカルボン酸成分との重縮合によって得られるポリエステル樹脂を用いる。 In this embodiment, a polyester resin obtained by polycondensation of an alcohol component and a carboxylic acid component such as a carboxylic acid, a carboxylic acid ester, or a carboxylic acid anhydride is used as a material suitable for the binder resin.
ここで、2価カルボン酸または低級アルキルエステルとしては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂肪族二塩基酸や、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸や、無水フタル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族二塩基酸や、これらのメチルエステル、エチルエステル等を用いることができる。このうちコハク酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族二塩基酸及びそれらの低級アルキルエステルがより好ましい。また、コハク酸とテレフタル酸、またはフタル酸とテレフタル酸とを組合せた使用がより好ましい。 Here, examples of the divalent carboxylic acid or lower alkyl ester include aliphatic dibasic acids such as malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, hexahydrophthalic anhydride, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid. It is possible to use aliphatic unsaturated dibasic acids such as itaconic acid and citraconic acid, aromatic dibasic acids such as phthalic anhydride, phthalic acid, terephthalic acid and isophthalic acid, and methyl esters and ethyl esters thereof. it can. Of these, aromatic dibasic acids such as succinic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid, and lower alkyl esters thereof are more preferable. Further, it is more preferable to use a combination of succinic acid and terephthalic acid or phthalic acid and terephthalic acid.
3価以上のカルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサトリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸及びこれらの酸無水物、アルキル(炭素数1〜12)エステル等を用いることができる。 Examples of the trivalent or higher carboxylic acid component include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, and 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid. Acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexatricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarbopropane, tetra (Methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, emporic trimer acid and acid anhydrides thereof, alkyl (C1-12) ester, and the like can be used. .
2価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物などのジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどのトリオール、及びこれらの混合物を用いることができる。 Examples of the dihydric alcohol include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, Diols such as diethylene glycol, dipropylene glycol, bisphenol A ethylene oxide adduct, and bisphenol A propylene oxide adduct, triols such as glycerin, trimethylolpropane, and trimethylolethane, and mixtures thereof can be used.
3価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等を用いることができる。重合には、公知の重縮合や溶液重縮合等を用いることができる。これにより、良好な白黒やカラーの色材の色を発現させることができる。 Examples of the trivalent or higher alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol. 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, etc. Can be used. For the polymerization, known polycondensation, solution polycondensation or the like can be used. Thereby, the color of favorable black-and-white and color coloring material can be expressed.
なお、多価カルボン酸と多価アルコールとの使用割合については、カルボキシル基数に対する水酸基数の割合(OH/COOH)を0.8〜1.4とするのが一般的である。 In addition, about the usage rate of polyhydric carboxylic acid and polyhydric alcohol, it is common to make the ratio (OH / COOH) of the number of hydroxyl groups with respect to the number of carboxyl groups 0.8-1.4.
また、熱可塑性の結着樹脂として、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル系単量体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基を解離基として有する不飽和多価カルボン酸系単量体などの単独重合体、これらの単量体を2種以上組み合せた共重合体、又はそれらの混合物等を用いることができる。 Further, as thermoplastic binder resins, styrenes such as styrene, parachlorostyrene, α-methylstyrene, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc. Acrylic monomers, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, methacrylic monomers such as 2-ethylhexyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, etc. A homopolymer such as an unsaturated polyvalent carboxylic acid monomer having a carboxyl group as a dissociating group, a copolymer obtained by combining two or more of these monomers, or a mixture thereof can be used.
ここで、共重合体としては、スチレン/アクリル系共重合体が好適に使用される。特に、スチレン/ブチルアクリレート共重合体が好ましく、スチレンを75〜90重量%、ブチルアクリレートを10〜25重量%含有するものが好適に使用される。スチレン単量体としては、スチレン、O−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p―エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−nブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、P−クロルスチレンなどのスチレンのおよびその誘導体を用いることができ、特に、スチレンが好ましい。 Here, a styrene / acrylic copolymer is preferably used as the copolymer. In particular, a styrene / butyl acrylate copolymer is preferable, and those containing 75 to 90% by weight of styrene and 10 to 25% by weight of butyl acrylate are preferably used. Styrene monomers include styrene, O-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pnbutylstyrene, p-tert-butylstyrene, p Styrene and its derivatives such as -n-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-hexyl styrene and P-chlorostyrene can be used, and styrene is particularly preferable.
また、アクリル単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−ヒドロキシアクリル酸プロピル、α−ヒドロキシアクリル酸ブチル、β−ヒドロキシメタクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、γ−N,N−ジエチルアミノアクリル酸プロピル、エチレングリコールジメタクリル酸エステル、テトラエチレングリコールジメタクリル酸エステル等を用いることができる。 Examples of the acrylic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, acrylate-2-ethylhexyl, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl β-hydroxyacrylate, propyl γ-hydroxyacrylate, butyl α-hydroxyacrylate, ethyl β-hydroxymethacrylate, propyl γ-aminoacrylate, γ-N, N-diethylaminoacrylic Acid propyl, ethylene glycol dimethacrylic acid ester, tetraethylene glycol dimethacrylic acid ester and the like can be used.
結着樹脂は、GPC(Gel permeation Chromatography)による分子量において、重量平均分子量が5万〜35万であり、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が3〜100である。また、結着樹脂は、定荷重押出し形細管式レオメータフローテスタによる1/2法による溶融温度(以下、軟化点という。)が110〜180℃、流出開始温度が90〜160℃、樹脂のガラス転移点が70〜100℃の範囲である。 The binder resin has a weight average molecular weight of 50,000 to 350,000 and a ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) of 3 to 100 in terms of molecular weight by GPC (Gel permeation Chromatography). is there. Further, the binder resin has a melting temperature (hereinafter referred to as a softening point) by a 1/2 method using a constant load extrusion capillary rheometer flow tester of 110 to 180 ° C., an outflow start temperature of 90 to 160 ° C., and a resin glass. The transition point is in the range of 70-100 ° C.
好ましくは、結着樹脂は、重量平均分子量が5万〜30万、重量平均分子量/数平均分子量が3〜50、軟化点が115〜170℃、流出開始温度が95〜150℃、ガラス転移点が75〜95℃の範囲である。 Preferably, the binder resin has a weight average molecular weight of 50,000 to 300,000, a weight average molecular weight / number average molecular weight of 3 to 50, a softening point of 115 to 170 ° C., an outflow start temperature of 95 to 150 ° C., and a glass transition point. Is in the range of 75-95 ° C.
より好ましくは、結着樹脂は、重量平均分子量が10万〜25万、重量平均分子量/数平均分子量が3〜15、軟化点が120〜140℃、流出開始温度が95〜145℃、ガラス転移点が75〜85℃の範囲である。 More preferably, the binder resin has a weight average molecular weight of 100,000 to 250,000, a weight average molecular weight / number average molecular weight of 3 to 15, a softening point of 120 to 140 ° C., an outflow start temperature of 95 to 145 ° C., and a glass transition. The point is in the range of 75-85 ° C.
結着樹脂の重量平均分子量が5万より小さく、重量平均分子量/数平均分子量が3より小さく、軟化点が110℃より小さく、流出開始温度が90℃より小さくなると、混練時の分散性が低下し、鮮明な色の発現性が低下する。これは表示粒子の耐久性の低下につながる。 If the weight average molecular weight of the binder resin is less than 50,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is less than 3, the softening point is less than 110 ° C., and the outflow start temperature is less than 90 ° C., the dispersibility during kneading decreases. However, the vivid color expression is reduced. This leads to a decrease in durability of the display particles.
結着樹脂の重量平均分子量が35万より大きく、重量平均分子量/数平均分子量が100より大きく、軟化点が180℃より大きく、流出開始温度が160℃より大きくなると、熱処理における着色樹脂粒子の球形化が困難となり、例えば、画像表示動作時の白色粒子と黒色粒子の入れ替わり性が悪化して、コントラストの低下につながる。 When the weight average molecular weight of the binder resin is greater than 350,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is greater than 100, the softening point is greater than 180 ° C., and the outflow start temperature is greater than 160 ° C., the spherical shape of the colored resin particles in the heat treatment For example, the interchangeability of white particles and black particles during an image display operation deteriorates, leading to a decrease in contrast.
また、結着樹脂の形成に際し、次のような2つ以上の熱特性の異なる樹脂(低軟化性または低分子量の樹脂粒子、高軟化性または高分子量の樹脂粒子)を混合させることも好ましい。 In forming the binder resin, it is also preferable to mix two or more resins having different thermal properties (low softening or low molecular weight resin particles, high softening or high molecular weight resin particles) as follows.
低軟化性または低分子量の樹脂粒子では、重量平均分子量が1万〜6万、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.5〜6、軟化点が90〜140℃、流出開始温度が80〜120℃、ガラス転移点が75〜100℃の範囲とする。 In the case of low softening or low molecular weight resin particles, the weight average molecular weight is 10,000 to 60,000, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.5 to 6, and the softening point is 90. -140 degreeC, outflow start temperature shall be 80-120 degreeC, and glass transition point shall be the range of 75-100 degreeC.
好ましくは、重量平均分子量が2万〜5万、重量平均分子量/数平均分子量が1.5〜3.9、軟化点が95〜135℃、流出開始温度が85〜115℃、ガラス転移点が78〜98℃範囲とする。 Preferably, the weight average molecular weight is 20,000 to 50,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is 1.5 to 3.9, the softening point is 95 to 135 ° C., the outflow start temperature is 85 to 115 ° C., and the glass transition point is The range is 78 to 98 ° C.
より好ましくは、重量平均分子量が2万〜4万5千、重量平均分子量/数平均分子量が1.5〜3、軟化点が100〜130℃、流出開始温度が90〜110℃、ガラス転移点が80〜88℃の範囲とする。 More preferably, the weight average molecular weight is 20,000 to 45,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is 1.5 to 3, the softening point is 100 to 130 ° C., the outflow start temperature is 90 to 110 ° C., and the glass transition point. Is in the range of 80 to 88 ° C.
低軟化性または低分子量の樹脂粒子の配合の目的は、着色樹脂粒子の真球化を確保するとともに、無機微粒子との溶融固定化を促進させることにある。重量平均分子量が1万よりも小さく、重量平均分子量/数平均分子量が1.5よりも小さく、軟化点が90℃よりも小さく、流出開始温度が80℃よりも小さく、ガラス転移点が75℃よりも小さいと、球形化のための熱処理において、二次凝集しやすくなり、粒径が大きくなりやすい傾向となる。一方、重量平均分子量が6万よりも大きく、重量平均分子量/数平均分子量が6よりも大きく、軟化点が140℃よりも大きく、流出開始温度が120℃よりも大きく、ガラス転移点が100℃よりも大きいと、球形化のための熱処理において、球形化が進行し難い傾向となる。 The purpose of blending the low softening or low molecular weight resin particles is to secure the spheres of the colored resin particles and to promote melting and fixing with the inorganic fine particles. The weight average molecular weight is less than 10,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is less than 1.5, the softening point is less than 90 ° C., the outflow start temperature is less than 80 ° C., and the glass transition point is 75 ° C. If it is smaller than that, secondary agglomeration tends to occur in the heat treatment for spheroidization, and the particle size tends to increase. On the other hand, the weight average molecular weight is greater than 60,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is greater than 6, the softening point is greater than 140 ° C., the outflow start temperature is greater than 120 ° C., and the glass transition point is 100 ° C. If it is larger than the range, the spheroidization tends to hardly progress in the heat treatment for spheroidization.
また、相対的に高軟化性または高分子量の樹脂粒子では、重量平均分子量が6万〜60万、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が2〜10、軟化点が150〜190℃、流出開始温度が120〜170℃、ガラス転移点が65〜95℃の範囲とする。 In addition, relatively high softening or high molecular weight resin particles have a weight average molecular weight of 60,000 to 600,000, a ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) of 2 to 10, softening The point is 150 to 190 ° C, the outflow start temperature is 120 to 170 ° C, and the glass transition point is 65 to 95 ° C.
好ましくは、重量平均分子量が8万〜58万、重量平均分子量/数平均分子量が2〜7、軟化点が155〜185℃、流出開始温度が125〜165℃、ガラス転移点が65〜90℃の範囲とする。 Preferably, the weight average molecular weight is 80,000 to 580,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is 2 to 7, the softening point is 155 to 185 ° C., the outflow start temperature is 125 to 165 ° C., and the glass transition point is 65 to 90 ° C. The range.
より好ましくは、重量平均分子量が10万〜55万、重量平均分子量/数平均分子量が2〜5、軟化点が160〜180℃、流出開始温度が130〜160℃、ガラス転移点が65〜80℃の範囲とする。 More preferably, the weight average molecular weight is 100,000 to 550,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is 2 to 5, the softening point is 160 to 180 ° C., the outflow start temperature is 130 to 160 ° C., and the glass transition point is 65 to 80. The range is ° C.
高軟化性または高分子量の樹脂粒子の配合の目的は、表示粒子の安定した繰り返し表示特性を維持するための耐久性を保持させることにある。すなわち、粒子同士や基板、隔壁との衝突に対する耐久性を高めるためである。また、溶融混練処理において添加剤の分散性を均一化させ、高い帯電性を安定化させるためでもある。 The purpose of blending the high softening or high molecular weight resin particles is to maintain durability for maintaining stable and repeatable display characteristics of the display particles. That is, it is for improving the durability with respect to collision between particles, a board | substrate, and a partition. It is also for making the dispersibility of the additive uniform in the melt-kneading process and stabilizing high chargeability.
重量平均分子量が6万よりも小さく、重量平均分子量/数平均分子量が2よりも小さく、軟化点が150℃よりも小さく、流出開始温度が120℃よりも小さく、ガラス転移点が65℃よりも小さいと、繰り返し表示特性を維持させる耐久性が低下しやすい傾向となる。 The weight average molecular weight is less than 60,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is less than 2, the softening point is less than 150 ° C, the outflow start temperature is less than 120 ° C, and the glass transition point is more than 65 ° C. If it is small, the durability for maintaining the repeated display characteristics tends to decrease.
重量平均分子量が60万よりも大きく、重量平均分子量/数平均分子量が10よりも大きく、軟化点が190℃よりも大きく、流出開始温度が170℃よりも大きく、或いはガラス転移点が95℃よりも大きいと、球形化のための熱処理において、球形化が進行し難い傾向となる。また、着色樹脂粒子表面の平滑性が劣り、表面に凹凸が残りやすい傾向となる。 The weight average molecular weight is greater than 600,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is greater than 10, the softening point is greater than 190 ° C., the outflow start temperature is greater than 170 ° C., or the glass transition point is greater than 95 ° C. Is too large, the spheroidization tends to hardly progress in the heat treatment for spheroidization. Moreover, the smoothness of the colored resin particle surface is inferior, and unevenness tends to remain on the surface.
低軟化性または低分子量の樹脂粒子と、高軟化性または高分子量の樹脂粒子の配合比率は、5:5〜9:1の範囲とする。耐久性と球形化の進行をバランスよく確保するためである。好ましくは、6:4〜9:1の範囲とする。より好ましくは、7:3〜9:1の範囲とする。 The blending ratio of the low softening or low molecular weight resin particles to the high softening or high molecular weight resin particles is in the range of 5: 5 to 9: 1. This is to ensure a good balance between the durability and the progress of spheroidization. Preferably, the range is 6: 4 to 9: 1. More preferably, the range is 7: 3 to 9: 1.
(着色剤)
着色剤としては、以下に示すような、有機または無機の種々の顔料および染料を使用可能である。
(Coloring agent)
As the colorant, various organic or inorganic pigments and dyes as shown below can be used.
白色着色剤としては、酸化亜鉛、酸化スズ、ルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、鉛白、硫化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム等の白色顔料を含む粒子を用いることができる。 As the white colorant, particles containing white pigments such as zinc oxide, tin oxide, rutile type titanium oxide, anatase type titanium oxide, lead white, zinc sulfide, aluminum oxide, silicon oxide and zirconium oxide can be used.
ここで、酸化チタンは、シリコーンオイルで処理されたものが好ましい。これにより、着色樹脂粒子中での酸化チタンの分散状態が均一化され、白色度が向上する。さらに、炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理された平均粒径が3nm〜14nmの無機微粒子を併用することにより、表示粒子の粉体流動性が向上する。その結果、画像表示装置において、コントラストが向上し、繰り返しの画像表示における画質の経時劣化が低減される。また、画像表示装置における表示粒子の充填封止時に、各セル間での表示粒子の充填量のバラツキが抑えられるという効果も得られる。 Here, the titanium oxide is preferably treated with silicone oil. Thereby, the dispersion state of titanium oxide in the colored resin particles is made uniform, and the whiteness is improved. Furthermore, the powder fluidity of the display particles is improved by using together the inorganic fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 14 nm which are surface-treated with alkyltrialkoxysilane having 6 to 18 carbon atoms or alkylsilazane. . As a result, in the image display device, the contrast is improved and the deterioration of the image quality with time in repeated image display is reduced. In addition, when the display particles are filled and sealed in the image display device, it is possible to obtain an effect that variation in the filling amount of the display particles between the cells is suppressed.
シリコーンオイルとしては、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、環状ジメチルシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、α−メチルスルホン変性シリコーンオイル又はクロルフェニルシリコーンオイル等が好ましい。特に、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル又はメタクリル変性シリコーンオイルが好適に使用される。例えば、東レダウコーニングシリコーン社のSH200、SH510、SF230、SH203、BY16―823、BY16―855B等を使用できる。 Silicone oils include methylhydrogen silicone oil, methylphenyl silicone oil, cyclic dimethyl silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, methacryl-modified silicone oil, mercapto-modified silicone oil, and polyether-modified. Silicone oil, methylstyryl-modified silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, α-methylsulfone-modified silicone oil, chlorophenyl silicone oil, and the like are preferable. In particular, dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methyl phenyl silicone oil or methacryl-modified silicone oil is preferably used. For example, SH200, SH510, SF230, SH203, BY16-823, BY16-855B, etc. manufactured by Toray Dow Corning Silicone can be used.
シリコーンオイルによる酸化チタンの処理は、次のように実施することができる。まず、トルエン等の有機溶媒にシリコーンオイルと酸化チタンを加えて、超音波を印加ながら十分に攪拌する。次に、シリコーンオイルが表面にコートされた酸化チタンを、加熱乾燥することにより、不要な溶媒成分を除去する。 The treatment of titanium oxide with silicone oil can be carried out as follows. First, silicone oil and titanium oxide are added to an organic solvent such as toluene and sufficiently stirred while applying ultrasonic waves. Next, unnecessary solvent components are removed by heating and drying the titanium oxide having the surface coated with silicone oil.
シリコーンオイルの添加量は、酸化チタン100重量部に対して0.5〜30重量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、1〜20重量部の範囲内、さらに好ましくは、2〜10重量部の範囲内である。シリコーンオイルの添加量が0.5重量部未満の場合には、酸化チタンの表面が十分にコーチングされずに、着色樹脂粒子中での酸化チタンの分散状態が均一化され難くなり、白色度の向上が望めなくなる。一方、添加量が30重量部を超える場合には、残存して表面処理に寄与しないシリコーンオイルが増大し、逆に表示粒子の粉体流動性を低下させてしまう。 The amount of silicone oil added is preferably in the range of 0.5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of titanium oxide. More preferably, it exists in the range of 1-20 weight part, More preferably, it exists in the range of 2-10 weight part. When the addition amount of the silicone oil is less than 0.5 parts by weight, the surface of the titanium oxide is not sufficiently coated, and the dispersion state of the titanium oxide in the colored resin particles is difficult to be uniformed. I cannot expect improvement. On the other hand, when the addition amount exceeds 30 parts by weight, the silicone oil that remains and does not contribute to the surface treatment increases, and conversely, the powder fluidity of the display particles decreases.
また、酸化チタンの添加量は、結着樹脂100重量部に対して10〜50重量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、15〜35重量部の範囲内、さらに好ましくは、20〜30重量部の範囲内である。酸化チタンの添加量が10重量部未満の場合には、十分な白色度が得られず、一方、添加量が50重量部を超える場合には、表示粒子の粉体流動性を低下させてしまう。 Moreover, it is preferable that the addition amount of a titanium oxide exists in the range of 10-50 weight part with respect to 100 weight part of binder resin. More preferably, it is in the range of 15 to 35 parts by weight, and still more preferably in the range of 20 to 30 parts by weight. When the addition amount of titanium oxide is less than 10 parts by weight, sufficient whiteness cannot be obtained. On the other hand, when the addition amount exceeds 50 parts by weight, the powder fluidity of the display particles is lowered. .
黒色着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブラック、マンガンフェライトブラック、チタンブラック、磁性粉、オイルブラック等有機または無機系の染・顔料系の黒色顔料を含む粒子を用いることができる。 As the black colorant, particles containing organic or inorganic dye / pigment black pigments such as carbon black, aniline black, manganese ferrite black, titanium black, magnetic powder, oil black and the like can be used.
黒色顔料のカーボンブラックは、上記酸化チタンの場合と同様に、アミノ変性シリコーンオイルで処理されたものが好ましい。これにより、着色樹脂粒子中でのカーボンブラックの分散状態が均一化され、黒色度が向上する。さらに、炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理を施された平均粒径が3nm〜14nmの無機微粒子とを併用することにより、表示粒子の粉体流動性が向上する。その結果、帯電量分布が狭くシャープな正帯電性を有する黒色粒子が得られる。上記酸化チタンを用いた白色粒子との併用により、コントラストの向上、繰り返しの画像表示における経時劣化が低減できる効果がより高まる。 The black pigment carbon black is preferably treated with an amino-modified silicone oil, as in the case of the titanium oxide. Thereby, the dispersion state of carbon black in the colored resin particles is made uniform, and the blackness is improved. Furthermore, by using together with inorganic fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 14 nm, which is surface-treated with alkyltrialkoxysilane having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms or alkylsilazane, powder flowability of display particles Will improve. As a result, black particles having a narrow charge amount distribution and sharp positive chargeability can be obtained. The combined use with the white particles using the titanium oxide further enhances the effect of improving contrast and reducing deterioration with time in repeated image display.
アミノ変性シリコーンオイルとしては、信越化学社製のKF857、KF858、KF859、KF861、KF864及びKF880や、東レ・ダウコーニング社製のDF8417等を使用できる。また、アミノシリコーンオイルに代わり又は併用してニトリル変性シリコーンオイルやイソシアネート系シリコーンオイルを用いることも好ましい。 As the amino-modified silicone oil, KF857, KF858, KF859, KF861, KF864 and KF880 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., DF8417 manufactured by Toray Dow Corning Co., etc. can be used. It is also preferable to use nitrile-modified silicone oil or isocyanate-based silicone oil instead of or in combination with aminosilicone oil.
アミノ変性シリコーンオイルの添加量は、カーボンブラック100重量部に対して0.2〜30重量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、1〜20重量部の範囲内、さらに好ましくは、2〜10重量部の範囲内である。アミノ変性シリコーンオイルの添加量が0.2重量部未満の場合には、カーボンブラックの表面が十分にコーチングされず、着色樹脂粒子中でのカーボンブラックの分散状態が均一化され難くなり、黒色度の向上が望めなくなる。一方、添加量が30重量部を超える場合には、残存して表面処理に寄与しないシリコーンオイルが増大し、却って表示粒子の粉体流動性を低下させてしまう。 The amount of amino-modified silicone oil added is preferably in the range of 0.2 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of carbon black. More preferably, it exists in the range of 1-20 weight part, More preferably, it exists in the range of 2-10 weight part. When the addition amount of the amino-modified silicone oil is less than 0.2 parts by weight, the surface of the carbon black is not sufficiently coated, and the dispersion state of the carbon black in the colored resin particles is difficult to be uniformed. It is impossible to improve. On the other hand, when the addition amount exceeds 30 parts by weight, the amount of silicone oil that remains and does not contribute to the surface treatment increases, and on the contrary, the powder fluidity of the display particles decreases.
カーボンブラックの添加量は、結着樹脂100重量部に対して1〜10重量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは2〜8重量部の範囲内、さらに好ましくは、3〜6重量部の範囲内である。添加量が1重量部未満の場合には、十分な黒色度が得られず、一方、10重量部を超える場合には、表示粒子の粉体流動性を低下させてしまう。 The amount of carbon black added is preferably in the range of 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. More preferably, it is in the range of 2 to 8 parts by weight, and further preferably in the range of 3 to 6 parts by weight. When the addition amount is less than 1 part by weight, sufficient blackness cannot be obtained, while when it exceeds 10 parts by weight, the powder fluidity of the display particles is lowered.
ここで、カーボンブラックのDBP吸油量(ml/100g)は45〜70が好ましい。具体的には、例えば、三菱化学社製の#52(粒径27nm,DBP吸油量63ml/100g)、#50(同28nm,同65ml/100g)、#47(同23nm,同64ml/100g)、#45(同24nm,同53ml/100g)、#45L(同24nm,同45ml/100g)や、キャボット社製のREGAL250R(同35nm,同46ml/100g)、REGAL330R(同25nm,同65ml/100g)、MOGULL(同24nm,同60ml/100g)を用いることができる。より好ましくは、#45、#45L、REGAL250Rを用いると良い。DBP吸油量が比較的低いカーボンブラックを用いることで、高いコントラストを得る効果がある。これは、樹脂中の分散性、着色性による効果と考えられる。
Here, the DBP oil absorption (ml / 100 g) of carbon black is preferably 45 to 70. Specifically, for example, # 52 (particle size 27 nm,
DBP吸油量は、粒子の鎖状集合状態(ストラクチャー)を定量的に表したもので、化学的結合による一次ストラクチャーと、ファンデルワールス力による物理的結合の2次的ストラクチャーから表される。 The DBP oil absorption is a quantitative representation of the chain assembly state (structure) of the particles, and is expressed by a primary structure by chemical bonding and a secondary structure by physical bonding by van der Waals force.
DBP吸油量の測定(JISK6217)は、150℃±1℃で1時間乾燥した試料20g(Ag)をアブソープトメータ(Brabender社製、スプリング張力2.68kg/cm)の混合室に投入し、予めリミットスイッチを最大トルクの約70%に設定した後、混合機を回転させる。同時に自動ビューレットからDBP(比重1.045〜1.050g/cm3)を4ml/minの割合で添加する。終点近くになるとトルクが急速に増加してリミットスイッチが切れる。それまでに添加したDBP量(Bml)と試料重量から試料100gあたりのDBP吸油量(=Bx100/A)(ml/100g)が求められる。 DBP oil absorption (JISK6217) was measured by putting 20 g (Ag) of sample dried at 150 ° C. ± 1 ° C. for 1 hour into a mixing chamber of an absorber meter (manufactured by Brabender, spring tension 2.68 kg / cm), After setting the limit switch to about 70% of the maximum torque in advance, the mixer is rotated. At the same time, DBP (specific gravity 1.045 to 1.050 g / cm 3 ) is added from the automatic burette at a rate of 4 ml / min. As the end point is approached, the torque increases rapidly and the limit switch is turned off. The DBP oil absorption (= Bx100 / A) (ml / 100 g) per 100 g of the sample is determined from the DBP amount (Bml) added so far and the sample weight.
なお、粒径にはSEMによる算術平均径を用いている。カーボンブラックの粒子径は好ましくは20〜40nmであり、より好ましくは20〜35nmである。粒子径が好ましい範囲よりも大きいと着色力が低下する傾向となる。また、粒子径が好ましい範囲よりも小さいと、樹脂中での分散が困難になる傾向となる。 In addition, the arithmetic mean diameter by SEM is used for a particle size. The particle size of carbon black is preferably 20 to 40 nm, more preferably 20 to 35 nm. If the particle size is larger than the preferred range, the coloring power tends to decrease. Moreover, when the particle diameter is smaller than the preferred range, dispersion in the resin tends to be difficult.
青色着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15、紺青、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBC等を用いることができる。添加量は結着樹脂100重量部に対し、3〜12重量部が好ましい。 Examples of blue colorants include C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment Blue 15, Bituminous Blue, Phthalocyanine Blue, Metal-free Phthalocyanine Blue, First Sky Blue, Indanthrene Blue BC and the like can be used. The addition amount is preferably 3 to 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
赤色着色剤としては、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ブリリアントカーミン3B、C.I.ピグメント・レッド48,49:1,53:1,57,57:1,81,122,5等の赤色顔料、C.I.ソルベント・レッド49,52,58,8等の赤色染料を用いることができる。
Red colorants include brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, brilliant carmine 3B, C.I. I. Red pigments such as CI Pigment Red 48, 49: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 81, 122, 5; I. Red dyes such as
黄色着色剤としては、ナフトールイエローS、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、C.I.ピグメント・イエロー1,3,74,97又は98等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、C.I.ピグメント・イエロー12,13,14,17等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、C.I.ソルベンイエロー19,77,79又はC.I.ディスパース・イエロー164が配合され、特に好ましくはC.I.ピグメント・イエロー93,180,185のベンズイミダゾロン系顔料が好適である。
Examples of yellow colorants include naphthol yellow S, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, C.I. I. Acetoacetic acid arylamide monoazo yellow pigments such as C.I.
上記の顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組合せて用いることができる。黒色顔料としてはカーボンブラックが、白色顔料としては酸化チタンが特に好ましい。 The above pigments and inorganic additives can be used alone or in combination. Carbon black is particularly preferable as the black pigment, and titanium oxide is particularly preferable as the white pigment.
(電荷制御剤)
負電荷制御剤としては、例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属(金属イオンや金属原子を含む)の油溶性染料、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物(例えば、ベンジル酸ホウ素錯体)、ニトロイミダゾール誘導体、アクリルスルホン酸系の重合体(スチレン系モノマーと極性基としてスルホン酸基を有するアクリル酸系モノマーとのビニル共重合体で、特に好ましくはアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体)等を用いることができる。
(Charge control agent)
Examples of the negative charge control agent include salicylic acid metal complexes, metal-containing azo dyes, metal-containing oil-soluble dyes (including metal ions and metal atoms), calixarene compounds, boron-containing compounds (for example, benzyl acid boron complexes), Nitroimidazole derivatives, acrylic sulfonic acid polymers (vinyl copolymers of styrene monomers and acrylic acid monomers having a sulfonic acid group as a polar group, particularly preferably a copolymer of acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid) Polymer) and the like.
サリチル酸金属錯体において、ベンゼン環に結合する官能基は、それぞれ独立して水素原子、直鎖もしくは分子鎖状の炭素数1〜10のアルキル基またはアルル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等を用いることができる。また、金属としては、亜鉛、ニッケル、コバルト、銅、クロムを用いることができ、特に亜鉛、クロムが好ましい。 In the salicylic acid metal complex, the functional group bonded to the benzene ring is preferably independently a hydrogen atom, a linear or molecular chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group, a methyl group, an ethyl group, n- A propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, or the like can be used. Moreover, as a metal, zinc, nickel, cobalt, copper, and chromium can be used, and zinc and chromium are particularly preferable.
ベンジル酸誘導体の金属塩としては、アルカリ金属としてリチウム、ナトリウムまたはカリウム等を用いることができ、特にカリウムが好ましい。 As the metal salt of the benzylic acid derivative, lithium, sodium, potassium, or the like can be used as the alkali metal, and potassium is particularly preferable.
一方、正電荷制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、4級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等を用いることができる。 On the other hand, as the positive charge control agent, for example, a nigrosine dye, a triphenylmethane compound, a quaternary ammonium salt compound, a polyamine resin, an imidazole derivative, or the like can be used.
電荷制御剤の添加量は、結着樹脂100重量部に対し、0.5〜8重量部とし、好ましくは1〜6重量部であり、より好ましくは2〜5重量部である。電荷制御剤の添加量が0.5重量部未満では帯電作用効果が無くなり、一方、8重量部を越えると帯電量が過度に高くなり、過帯電になりやすい傾向となる。 The addition amount of the charge control agent is 0.5 to 8 parts by weight, preferably 1 to 6 parts by weight, and more preferably 2 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the addition amount of the charge control agent is less than 0.5 parts by weight, the charging effect is lost. On the other hand, when the addition amount exceeds 8 parts by weight, the charge amount becomes excessively high and tends to be overcharged.
(無機微粒子)
表示粒子に使用される無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、マグネシア、フェライト又はマグネタイト等の金属酸化物微粉末や、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸塩や、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウムまたはジルコン酸ストロンチウム等のジルコン酸塩や、これらの混合物を用いることができる。この無機微粒子としては、特に、疎水性シリカ、酸化チタン又はアルミナの金属酸化物微粉末が好ましい。これにより、表示粒子において、長期使用時の過帯電を防止でき、帯電性を保持すると共に、流動性を向上させる効果が得られる。
(Inorganic fine particles)
Examples of inorganic fine particles used for display particles include fine metal oxide powders such as silica, alumina, titanium oxide, zirconia, magnesia, ferrite, and magnetite, and titanates such as barium titanate, calcium titanate, and strontium titanate. Alternatively, a zirconate salt such as barium zirconate, calcium zirconate or strontium zirconate, or a mixture thereof can be used. As the inorganic fine particles, metal oxide fine powders of hydrophobic silica, titanium oxide or alumina are particularly preferable. Thereby, in the display particles, overcharge during long-term use can be prevented, and the effect of improving the fluidity while maintaining the chargeability can be obtained.
無機微粒子は、平均粒径3nm〜14nmであり、少なくとも炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理される。この表面処理は、無機微粒子の表面に存在するOH基をアルキルトリアルコキシシランと反応させることによって行われる。 The inorganic fine particles have an average particle diameter of 3 nm to 14 nm and are surface-treated with alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having at least 6 to 18 carbon atoms. This surface treatment is performed by reacting OH groups present on the surface of the inorganic fine particles with alkyltrialkoxysilane.
より具体的な表面処理方法としては、例えば、酸化チタンやシリカ微粒子等の無機微粒子と、アルキルトリアルコキシシランと、水蒸気とを約400℃に加熱された流動層反応器中に不活性ガス(例えば、窒素ガス)によって導入し、アルキルトリアルコキシシランで無機微粒子表面を疎水化処理する。 More specific surface treatment methods include, for example, an inert gas (for example, an inorganic gas such as titanium oxide and silica fine particles, an alkyltrialkoxysilane, and water vapor in a fluidized bed reactor heated to about 400 ° C. The surface of the inorganic fine particles is hydrophobized with alkyltrialkoxysilane.
無機微粒子の平均粒径は、好ましくは3〜7nmであり、より好ましくは、5〜7nmである。無機微粒子の平均粒径が3nm未満ではその製造が困難となる。一方、無機微粒子の平均粒径が14nmを越えると、表示粒子の粉体流動性を向上させる効果を得難くなる。 The average particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 3 to 7 nm, and more preferably 5 to 7 nm. If the average particle size of the inorganic fine particles is less than 3 nm, its production becomes difficult. On the other hand, when the average particle size of the inorganic fine particles exceeds 14 nm, it is difficult to obtain the effect of improving the powder fluidity of the display particles.
アルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンは、好ましくは炭素数8〜16のアルキル基を有し、より好ましくは、炭素数8〜12のアルキル基を有する。アルキル基の炭素数が6未満となると、粉体流動性を高める効果が小さくなる。一方、アルキル基の炭素数が18を越えると、無機微粒子の凝集性が高まり、着色樹脂粒子表面に無機微粒子を均一に付着させることが困難となり、表示粒子の粉体流動性が向上し難くなる。 The alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane preferably has an alkyl group having 8 to 16 carbon atoms, and more preferably has an alkyl group having 8 to 12 carbon atoms. When the number of carbon atoms of the alkyl group is less than 6, the effect of increasing powder fluidity is reduced. On the other hand, if the alkyl group has more than 18 carbon atoms, the cohesiveness of the inorganic fine particles increases, making it difficult to uniformly adhere the inorganic fine particles to the surface of the colored resin particles, making it difficult to improve the powder fluidity of the display particles. .
使用するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンしては、下記(化1)〜(化16)で示されるアルコキシシラン、アルキルシラザンが好ましい。また、下記(化17)〜(化23)で示されるクロロシラン系が好ましく使用できる。
(化1) C6H13Si(OCH3)3
(化2) C6H13Si(OC2H5)3
(化3) C8H17Si(OCH3)3
(化4) C8H17Si(OC2H5)3
(化5) C10H21Si(OCH3)3
(化6) C10H21Si(OC2H5)3
(化7) C12H25Si(OCH3)3
(化8) C12H25Si(OC2H5)3
(化9) C14H29Si(OCH3)3
(化10) C14H29Si(OC2H5)3
(化11) C16H33Si(OCH3)3
(化12) C16H33Si(OC2H5)3
(化13) C18H37Si(OCH3)3
(化14) C18H37Si(OC2H5)3
(化15) (CH3)3SiNHSi(CH3)3
(化16) (C2H5)3SiNHSi(C2H5)3
(化17) C6H13SiCl3(OCH3)3
(化18) C8H17SiCl3
(化19) C10H21SiCl3
(化20) C12H25SiCl3
(化21) C14H29SiCl3
(化22) C16H33SiCl3
(化23) C18H37SiCl3
The alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane used is preferably an alkoxysilane or alkylsilazane represented by the following (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 16). Further, chlorosilanes represented by the following (Chemical Formula 17) to (Chemical Formula 23) can be preferably used.
(Chemical Formula 1) C 6 H 13 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 2) C 6 H 13 Si (OC 2 H 5 ) 3
(Chemical Formula 3) C 8 H 17 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 4) C 8 H 17 Si (OC 2 H 5 ) 3
(Chemical Formula 5) C 10 H 21 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 6) C 10 H 21 Si (OC 2 H 5 ) 3
(Chemical Formula 7) C 12 H 25 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 8) C 12 H 25 Si (OC 2 H 5 ) 3
(Chemical 9) C 14 H 29 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 10) C 14 H 29 Si (OC 2 H 5 ) 3
(Chemical Formula 11) C 16 H 33 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 12) C 16 H 33 Si (OC 2 H 5 ) 3
(Chemical 13) C 18 H 37 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 14) C 18 H 37 Si (OC 2 H 5 ) 3
(Chemical formula 15) (CH 3 ) 3 SiNHSi (CH 3 ) 3
(Chemical Formula 16) (C 2 H 5 ) 3 SiNHSi (C 2 H 5 ) 3
(Chemical Formula 17) C 6 H 13 SiCl 3 (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 18) C 8 H 17 SiCl 3
Embedded image C 10 H 21 SiCl 3
(Chemical Formula 20) C 12 H 25 SiCl 3
Embedded image C 14 H 29 SiCl 3
(Chemical Formula 22) C 16 H 33 SiCl 3
(Chemical Formula 23) C 18 H 37 SiCl 3
また、正帯電性の無機微粒子は、平均粒径3nm〜14nmであり、少なくとも炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンと、アミン系カップリング剤とによって表面処理を施される。 The positively charged inorganic fine particles have an average particle diameter of 3 nm to 14 nm and are subjected to a surface treatment with an alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having at least 6 to 18 carbon atoms and an amine coupling agent. Is done.
アミン系シランカップリング剤としては、例えば、下記(化24)〜(化27)で示されるものが好ましく用いられる。 As the amine-based silane coupling agent, for example, those represented by the following (Chemical 24) to (Chemical 27) are preferably used.
(化24) H2N(CH2)3Si(OCH3)3
(化25) H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3
(化26) H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(OC2H5)3
(化27) H2N(CH2)2NH(CH2)3NH(CH2)3Si(OCH3)3
Embedded image H 2 N (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 25) H 2 N (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
(Chemical Formula 26) H 2 N (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
Embedded image H 2 N (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 3 NH (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
これらの処理剤は、無機微粒子100重量部に対して、0.1〜15重量部添加されることが好ましい。より好ましくは0.5〜10重量部、より好ましくは1〜5重量部である。 These treatment agents are preferably added in an amount of 0.1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the inorganic fine particles. More preferably, it is 0.5-10 weight part, More preferably, it is 1-5 weight part.
無機微粒子、シリコーン微粒子の平均粒径は、SEM(走査型電子顕微鏡)にて拡大写真をとり、約100個の粒子の長軸の長さ(1つの粒子中で最も長い直径)と短軸の長さ(1つの粒子中で最も短い直径)の平均値を求めた値である。 The average particle size of the inorganic fine particles and silicone fine particles is taken with an SEM (scanning electron microscope), and the long axis length (the longest diameter of one particle) and the short axis of about 100 particles are taken. It is the value which calculated | required the average value of length (the shortest diameter in one particle | grain).
乾燥減量(重量%)は、予め乾燥、放冷、精秤した容器に試料約1gを取り、精秤する。熱風乾燥器(105℃±1℃)で2時間乾燥する。デシケータ中で30分間放冷後その重量を精秤し次式より算出する。
乾燥減量(重量%)=[乾燥による減量(g)/試料量(g)]×100
For loss on drying (% by weight), about 1 g of a sample is placed in a container that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance and weighed accurately. Dry in a hot air dryer (105 ° C ± 1 ° C) for 2 hours. After cooling in a desiccator for 30 minutes, the weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
Loss on drying (% by weight) = [Loss on drying (g) / Sample amount (g)] × 100
強熱減量は、予め乾燥、放冷、精秤した磁性ルツボに試料約1gを取り、精秤する。500℃に設定した電気炉中で2時間強熱する。デシケータ中で1時間放冷後その重量を精秤し次式より算出する。
強熱減量(重量%)=[強熱による減量(g)/試料量(g)]×100
For ignition loss, about 1 g of a sample is placed in a magnetic crucible that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance, and weighed accurately. Ignite for 2 hours in an electric furnace set to 500 ° C. After standing to cool in a desiccator for 1 hour, its weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
Loss on ignition (% by weight) = [Loss on ignition (g) / Sample amount (g)] × 100
また、処理された外添剤の水分吸着量が1重量%以下であることが好ましい。好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下、さらに好ましくは0.05重量%以下である。水分吸着量が1重量%より多いと、帯電性や耐フィルミング性が低下する。水分吸着量は、連続蒸気吸着装置(BELSORP18:日本ベル株式会社)にて測定した。 Further, the moisture absorption amount of the treated external additive is preferably 1% by weight or less. Preferably it is 0.5 weight% or less, More preferably, it is 0.1 weight% or less, More preferably, it is 0.05 weight% or less. When the moisture adsorption amount is more than 1% by weight, the chargeability and filming resistance are lowered. The moisture adsorption amount was measured with a continuous vapor adsorption apparatus (BELSORP18: Nippon Bell Co., Ltd.).
疎水化度の測定は、メタノール滴定により測定し、250mlのビーカー中に装入した蒸留水50mlに試験すべき生成物0.2gを秤取する。先端に、液体中に浸漬しているビュレットからメタノールを外添剤の総量が濡れるまで滴下する。その際、不断に電磁攪拌機でゆっくりと攪拌する。完全に濡らすために必須なメタノール量a(ml)から次式により疎水化度が算出される。
疎水化度=(a/(50+a))×100(%)
The degree of hydrophobicity is determined by methanol titration, weighing 0.2 g of the product to be tested in 50 ml of distilled water charged in a 250 ml beaker. At the tip, methanol is dropped from a burette immersed in the liquid until the total amount of the external additive is wet. In that case, it stirs slowly slowly with an electromagnetic stirrer. The degree of hydrophobicity is calculated by the following equation from the amount of methanol a (ml) essential for complete wetting.
Hydrophobic degree = (a / (50 + a)) × 100 (%)
(表示粒子の物性特性)
表示粒子は、生産性および画質(解像度)向上の観点から体積平均粒径が3〜15μm、体積基準の変動係数が10〜25%にあることが好ましい。表示粒子は、より好ましくは、体積平均粒径が5〜10μm、体積基準の変動係数が12〜20%であり、更に好ましくは、体積平均粒径が6〜9μm、体積基準の変動係数が14〜18%である。
(Physical properties of display particles)
The display particles preferably have a volume average particle size of 3 to 15 μm and a volume-based variation coefficient of 10 to 25% from the viewpoints of productivity and image quality (resolution) improvement. More preferably, the display particles have a volume average particle diameter of 5 to 10 μm and a volume-based variation coefficient of 12 to 20%, and more preferably a volume average particle diameter of 6 to 9 μm and a volume-based variation coefficient of 14. ~ 18%.
ここで、変動係数は、表示粒子の粒度分布における標準偏差を平均粒径で割ったものであり、粒度分布の広がり具合を表したものである。粒子径はコールターカウンタ(コールター社)を使用して測定した。体積粒径分布の変動係数が10%未満であると生産が困難となり、コストアップの要因となる。一方、体積粒径分布の変動係数が20%を越えると、粒度分布がブロードとなり、コントラストの改善が見込めない傾向となる。 Here, the variation coefficient is obtained by dividing the standard deviation in the particle size distribution of the display particles by the average particle size, and represents the extent of the particle size distribution. The particle size was measured using a Coulter counter (Coulter). If the variation coefficient of the volume particle size distribution is less than 10%, production becomes difficult, which causes a cost increase. On the other hand, if the coefficient of variation of the volume particle size distribution exceeds 20%, the particle size distribution becomes broad and the contrast tends not to be improved.
また、着色樹脂粒子の形状係数(SF)は125以下であり、形状係数の変動係数は16%以下であることが好ましい。 Further, the shape factor (SF) of the colored resin particles is preferably 125 or less, and the coefficient of variation of the shape factor is preferably 16% or less.
この場合、形状係数を125以下とすることで、着色樹脂粒子の形状がより球状に近づくことになり、繰り返しの表示特性の安定化を図ることができる。形状係数は、キーエンス社製のリアルサーフェイスビュー顕微鏡(VE7800)を使用し、1000倍に拡大したトナー母体粒子100個程度を取込み、最大長及び投影面積を測定し、次の(式1)にて求めた(d:着色樹脂粒子の最も長い直径に相当する最大の長軸長、A:着色樹脂粒子の投影面積)。 In this case, by setting the shape factor to 125 or less, the shape of the colored resin particles becomes closer to a sphere, and it is possible to stabilize the repeated display characteristics. For the shape factor, a real surface view microscope (VE7800) manufactured by Keyence Corporation was used, about 100 toner base particles magnified 1000 times were taken, the maximum length and the projected area were measured, and the following (formula 1) Determined (d: maximum long axis length corresponding to the longest diameter of the colored resin particles, A: projected area of the colored resin particles).
形状係数(SF)=100×π×d2/(4×A)・・・(式1) Shape factor (SF) = 100 × π × d 2 / (4 × A) (Formula 1)
また、表示粒子の実測したBET比表面積をBTr、表示粒子の粒度分布から算出した比表面積値をBSrとすると、BTr/BSrは2.5〜10であることが好ましい。 Further, when the measured BET specific surface area of the display particles is BTr and the specific surface area value calculated from the particle size distribution of the display particles is BSr, BTr / BSr is preferably 2.5 to 10.
これは、着色樹脂粒子を球形またはより球形に近い形状に処理することで、繰り返しの表示特性の安定化を図るとともに、着色樹脂粒子の表面に曲率半径の小さい微粒子を付着させることで、表示粒子のBET比表面積が大きくなり、隔壁にへばりついて動作しなくなる粒子の存在を低減させることが目的である。 This is because the colored resin particles are processed into a spherical shape or a more spherical shape to stabilize repeated display characteristics, and fine particles having a small radius of curvature are attached to the surface of the colored resin particles. The purpose is to reduce the presence of particles that increase in the BET specific surface area and stick to the partition walls and become inoperable.
比表面積比(BTr/BSr)を特定することで、微粒子の着色樹脂粒子の表面への付着の状態を定量化できる。比表面積比が2.5未満では、表示粒子と隔壁との接触においていわゆる点接触から面接触の支配が強くなり、隔壁にへばりつきやすくなる。また、帯電維持性も低下する。一方、比表面積比が10を越えると、微粒子の着色樹脂粒子の表面への付着が進んでいないこと、または表示粒子の表面が粗すぎることが想定され、表示特性におけるコントラストが低下しやすくなる。 By specifying the specific surface area ratio (BTr / BSr), the state of adhesion of fine particles to the surface of the colored resin particles can be quantified. When the specific surface area ratio is less than 2.5, the contact between the display particles and the partition walls is so dominated by so-called point contact to surface contact, and it is easy to stick to the partition walls. In addition, the charge retention is also reduced. On the other hand, when the specific surface area ratio exceeds 10, it is assumed that the fine particles are not adhered to the surface of the colored resin particles, or the surface of the display particles is too rough, and the contrast in display characteristics tends to be lowered.
比表面積測定値(BTr)は、島津製作所製フローソーブII2300を使用して測定した。比表面積計算値(BSr)は、BSr=6/(ρ・r)から算出した。ここで、ρは表示粒子の真比重、rは表示粒子の体積粒子径である。 The specific surface area measured value (BTr) was measured using Flowsorb II2300 manufactured by Shimadzu Corporation. The calculated specific surface area (BSr) was calculated from BSr = 6 / (ρ · r). Here, ρ is the true specific gravity of the display particles, and r is the volume particle diameter of the display particles.
つまり、次の(式2)および(式3)の関係満たすことにより、より好ましくは、(式4)および(式5)の関係満たすことにより、更に好ましくは、(式6)および(式7)の関係満たすことにより、前述した特性の両立を再現性良く実現することができる。 That is, by satisfying the relationship of the following (Expression 2) and (Expression 3), more preferably, by satisfying the relationship of (Expression 4) and (Expression 5), more preferably, (Expression 6) and (Expression 7). ), The above-described characteristics can be achieved with good reproducibility.
100≦SF≦125・・・・・・・(式2)
2.5≦BTr/BSr≦10・・・(式3)
100 ≦ SF ≦ 125 (Equation 2)
2.5 ≦ BTr / BSr ≦ 10 (Expression 3)
100≦SF≦122・・・・・・・(式4)
3≦BTr/BSr≦8・・・・・・(式5)
100 ≦ SF ≦ 122 (Equation 4)
3 ≦ BTr / BSr ≦ 8 (Formula 5)
100≦SF≦118・・・・・・・(式6)
5≦BTr/BSr≦8・・・・・・(式7)
100 ≦ SF ≦ 118 (6)
5 ≦ BTr / BSr ≦ 8 (Expression 7)
着色樹脂粒子の粒度分布は、コールターカウンタTA−II型(コールターカウンタ社)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びパーソナルコンピュータを接続して測定する。この粒度分布の測定には公知の方法を用いることができる。より詳細な説明が必要ならば、特開2005−284269号を参照されたい。 The particle size distribution of the colored resin particles is measured by using a Coulter Counter TA-II type (Coulter Counter Co., Ltd.) and connecting an interface (manufactured by Nikkiki) that outputs the number distribution and volume distribution and a personal computer. A known method can be used for the measurement of the particle size distribution. If a more detailed explanation is necessary, refer to JP-A-2005-284269.
表示粒子の粒度分布を狭くし、形状をより球形化することで粉体流動性は高くなる。また、外添剤の粒径や添加量を適切にすることも流動性を決める要因となる。例えば、外添剤の粒径が小さい場合は、圧縮度が小さくなり粉体流動性は高くなる。圧縮度は5〜40%が好ましい。より好ましくは、10〜30%である。静嵩密度と動嵩密度の測定はホソカワミクロン社のパウダーテスタ(例えば、PT−E型)を使用することがよく知られている。ここで、圧縮度は、表示粒子の流動性の指標の1つであり、静嵩密度と動嵩密度から算出される。 By narrowing the particle size distribution of the display particles and making the shape more spherical, the powder fluidity increases. In addition, making the particle size and amount of the external additive appropriate also determines the fluidity. For example, when the particle size of the external additive is small, the degree of compression is small and the powder fluidity is high. The degree of compression is preferably 5 to 40%. More preferably, it is 10 to 30%. It is well known to use a powder tester (for example, PT-E type) manufactured by Hosokawa Micron Corporation for measurement of static bulk density and dynamic bulk density. Here, the degree of compression is one of the indicators of the fluidity of the display particles, and is calculated from the static bulk density and the dynamic bulk density.
樹脂の分子量は、数種の単分散ポリスチレンを標準サンプルとするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された値である。測定する装置は東ソー社製HLC8120GPCシリーズ、カラムはTSKgel superHM−H H4000/H3000/H2000(6.0mmI.D.−150mm×3)、溶離液THF(テトラヒドロフラン)、流量0.6mL/min、試料濃度0.1%、注入量20μL、検出器RI、測定温度40℃である。また、測定前処理として、試料をTHFに溶解して一晩放置後、0.45μmのメンブランフィルターでろ過し、シリカ等の添加剤を除去した樹脂成分を測定する。測定条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により得られる検量線における分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含されることである。 The molecular weight of the resin is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) using several types of monodisperse polystyrene as a standard sample. The measuring device is HLC8120GPC series manufactured by Tosoh Corporation, the column is TSKgel superHM-H H4000 / H3000 / H2000 (6.0 mm ID-150 mm × 3), eluent THF (tetrahydrofuran), flow rate 0.6 mL / min, sample concentration 0.1%, injection amount 20 μL, detector RI, measurement temperature 40 ° C. As a pretreatment for measurement, the sample is dissolved in THF and allowed to stand overnight, and then filtered through a 0.45 μm membrane filter to measure a resin component from which an additive such as silica has been removed. The measurement condition is that the molecular weight distribution of the target sample is included in a range in which the logarithm of the molecular weight and the count number in a calibration curve obtained from several types of monodisperse polystyrene standard samples are linear.
結着樹脂の軟化点は、島津製作所の定荷重押出し形細管式レオメータフローテスタ(CFT500)により測定する。この軟化点の測定には公知の方法を用いることができる。より詳細な説明が必要ならば、特開2009−075564号を参照されたい。この公知の方法における流動曲線から、後述する流出開始温度(Tfb)や1/2法における溶融温度(軟化点Tm℃)が定義される。 The softening point of the binder resin is measured by a constant-load extrusion type capillary rheometer flow tester (CFT500) manufactured by Shimadzu Corporation. A known method can be used to measure the softening point. If a more detailed explanation is necessary, refer to JP 2009-077554. From the flow curve in this known method, the outflow start temperature (Tfb) described later and the melting temperature (softening point Tm ° C.) in the 1/2 method are defined.
結着樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計(TAインスツルメンツ社製、Q100型(冷却には純正の電気冷凍機を使用))により測定する。このガラス転移点の測定には公知の方法を用いることができる。より詳細な説明が必要ならば、特開2009−075564号を参照されたい。 The glass transition point of the binder resin is measured with a differential scanning calorimeter (TA Instruments, Q100 type (a genuine electric refrigerator is used for cooling)). A known method can be used for measuring the glass transition point. If a more detailed explanation is necessary, refer to JP 2009-077554.
無機微粒子の帯電量の測定は、ノンコートのフェライトキャリアとの摩擦帯電のブローオフ法により測定した。具体的には、25℃45RH%の環境下で、100mlのポリエチレン容器にキャリア50gとシリカ等の無機微粒子とを0.1gを混合し、縦回転にて100min−1の速度で5分間と、30分間攪拌した後、0.3g採取し、窒素ガス1.96×104[Pa]で1分間ブローして測定した。なお、帯電特性としては、30分間攪拌したときの帯電量と5分間攪拌したときの帯電量の割合(30分値/5分値)が0.5以上であることが好ましい。表示粒子の帯電性の維持を図ることができ、安定した画像表示を出力することができる。 The charge amount of the inorganic fine particles was measured by a blow-off method of frictional charge with an uncoated ferrite carrier. Specifically, in an environment of 25 ° C. and 45 RH%, 100 g of a polyethylene container is mixed with 50 g of carrier and 0.1 g of inorganic fine particles such as silica, and 5 minutes at a speed of 100 min −1 by longitudinal rotation. After stirring for 30 minutes, 0.3 g was collected and measured by blowing with nitrogen gas 1.96 × 10 4 [Pa] for 1 minute. As charging characteristics, it is preferable that the ratio (30 minute value / 5 minute value) of the charge amount when stirred for 30 minutes and the charge amount when stirred for 5 minutes is 0.5 or more. The chargeability of the display particles can be maintained, and a stable image display can be output.
<表示粒子の製造方法>
着色樹脂粒子の作製では、結着樹脂および着色剤と、必要に応じて帯電制御剤等の添加剤とを、撹拌羽根が具備されたミキサなどにより均一混合分散する。ミキサとしては、スーパーミキサ(川田製作所製)、ヘンシェルミキサ(三井三池工業製)、PSミキサ(神鋼パンテック製)、レーディゲミキサ等の公知のミキサを使用できる。
<Method for producing display particles>
In producing the colored resin particles, the binder resin and the colorant and, if necessary, an additive such as a charge control agent are uniformly mixed and dispersed by a mixer equipped with a stirring blade. As the mixer, a known mixer such as a super mixer (manufactured by Kawada Manufacturing Co., Ltd.), a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Kogyo Co., Ltd.), a PS mixer (manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd.) or a Ladige mixer can be used.
(溶融混練処理)
次に、溶融混練処理において、上記混合物中の結着樹脂を加熱作用又はせん断力作用により溶融させ、結着樹脂中に添加剤を分散させる。溶融混練処理には、シリンダと混練軸が複数のセグメントに分割された分割セグメント方式の二軸混練押出機等を好適に使用できる。例えば、池貝社製の混練押出機(商品名PCM30)が挙げられる。
(Melt kneading process)
Next, in the melt-kneading process, the binder resin in the mixture is melted by a heating action or a shearing action, and the additive is dispersed in the binder resin. For the melt-kneading treatment, a split segment type twin-screw kneading extruder in which a cylinder and a kneading shaft are divided into a plurality of segments can be suitably used. An example is a kneading extruder (trade name PCM30) manufactured by Ikegai.
また、溶融混練処理には、2本の回転するロール間で材料を溶融混練処理する2本ロール混練機も好適に使用できる。例えば、三井鉱山社製2本ロール混練機(商品名KNEADEX140−800)が挙げられる。この2本ロール混練機を用いた溶融混練処理は、公知のトナー溶融混練処理と同様に実施することができる。より詳細な説明が必要ならば、特開2004−013049号を参照されたい。 For the melt-kneading treatment, a two-roll kneader that melts and kneads the material between two rotating rolls can also be suitably used. For example, a two-roll kneader (trade name KNEADEX140-800) manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd. may be mentioned. The melt-kneading process using the two-roll kneader can be performed in the same manner as the known toner melt-kneading process. If a more detailed explanation is necessary, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-013049.
なお、2本ロール混練機を用いた溶融混練処理においては、加熱するロールの表面温度は結着樹脂の軟化点よりも低く設定する。より詳細には、ロールの表面温度を結着樹脂の軟化点よりも10℃以上低くすることが必要である。材料投入時に樹脂を早急に溶融させてロールに巻き付けさせるために温度を高くする(すなわち、樹脂軟化点とロール表面温度との差が10℃未満となる)と、混練中にせん断力がかからず不均一分散となるためである。一方、温度差が70℃を越えると樹脂が溶けきれないまま搬送されることになり、これも分散性の低下を招く。また、2本のロール間の温度差を樹脂のガラス転移点の1/2の温度以上とすることにより、混練時の超高分子量の分子切断が適当な状態で混練分散することができ、コントラストの改善と繰り返し性の向上とを両立させることができる。さらに、一方のロールを前半部と後半部で温度勾配を設け、その温度差を樹脂のガラス転移点よりも40℃低い温度以上に設定することで表示特性の向上に効果が得られる。 In the melt-kneading process using a two-roll kneader, the surface temperature of the roll to be heated is set lower than the softening point of the binder resin. More specifically, it is necessary to lower the surface temperature of the roll by 10 ° C. or more than the softening point of the binder resin. When the temperature is increased in order to quickly melt the resin and wrap it around the roll when the material is charged (that is, the difference between the resin softening point and the roll surface temperature is less than 10 ° C.), shear force is applied during kneading. This is because non-uniform dispersion occurs. On the other hand, if the temperature difference exceeds 70 ° C., the resin is transported without being completely melted, which also causes a decrease in dispersibility. Further, by setting the temperature difference between the two rolls to be equal to or higher than half the glass transition point of the resin, ultrahigh molecular weight molecular cutting during kneading can be kneaded and dispersed in an appropriate state, and contrast can be increased. It is possible to achieve both improvement of the above and improvement of repeatability. Furthermore, by providing a temperature gradient between the first half and the second half of one roll and setting the temperature difference to be 40 ° C. lower than the glass transition point of the resin, an effect of improving display characteristics can be obtained.
(粉砕処理)
溶融混練処理され冷却して得られた混練塊を、カッターミルなどで粗粉砕し、その後、ジェットミル粉砕(例えば、商品名IDS粉砕機、日本ニューマティック工業社製)、または固定したステータに対して回転するローラとの微小な空隙に被粉砕物を投入して粉砕する回転ロータ式粉砕(例えば、商品名クリプトロン粉砕機、アーステクニカ社製)などで細かく粉砕し、更に、必要に応じて気流式分級機(例えば、商品名エルボージェット分級機、日鉄鉱業社製)により、所望の粒度分布の着色樹脂粒子を得ることができる。
(乳化凝集法)
(Crushing process)
The kneaded mass obtained by melt-kneading treatment and cooling is roughly pulverized by a cutter mill or the like, and then jet mill pulverized (for example, trade name IDS pulverizer, manufactured by Nippon Pneumatic Kogyo Co., Ltd.) or fixed stator. Finely pulverized by rotating rotor type pulverization (for example, trade name Kryptron pulverizer, manufactured by Earth Technica Co., Ltd.) that pulverizes by putting the material to be pulverized into a minute gap with the rotating roller. Colored resin particles having a desired particle size distribution can be obtained by an airflow classifier (for example, a trade name Elbow Jet classifier, manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.).
(Emulsion aggregation method)
また、着色樹脂粒子の作製では、好適な別法として乳化凝集法を用いることができる。乳化凝集法では、まず、ビニル系単量体の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂)の樹脂粒子をイオン性界面活性剤に分散させてなる分散液を調製し、その後重合開始剤や連鎖移動剤を使用して、乳化重合を行い、微細な粒径の樹脂粒子分散液を作成する。また、極性を有する界面活性剤を添加した水中に着色剤粒子を添加し、公知の分散手段を用いて分散させることにより着色剤粒子分散液を調製する。 In producing colored resin particles, an emulsion aggregation method can be used as a suitable alternative method. In the emulsion aggregation method, first, a dispersion obtained by dispersing resin particles of a vinyl monomer homopolymer or copolymer (vinyl resin) in an ionic surfactant is prepared, and then a polymerization initiator or Using a chain transfer agent, emulsion polymerization is performed to prepare a resin particle dispersion having a fine particle size. Further, a colorant particle dispersion is prepared by adding colorant particles in water to which a polar surfactant is added and dispersing the particles using a known dispersing means.
そして水系媒体中で、少なくとも、前述した樹脂粒子を分散せしめた樹脂粒子分散液と着色剤粒子を分散せしめた着色剤粒子分散液とを混合し、水系媒体のpHを一定の値(例えば、pHは8〜13)に調整し、無機塩の存在下で、水系媒体の温度を樹脂粒子のガラス転移点以上に一定時間(1時間から5時間)加熱することで着色樹脂粒子を生成することができる。
Then, in the aqueous medium, at least the resin particle dispersion in which the resin particles are dispersed and the colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed are mixed, and the pH of the aqueous medium is set to a certain value (for example,
また、イオン性界面活性剤を含有する樹脂粒子分散液と、着色剤粒子分散液を調製し、それらを混合し、前記イオン性界面活性剤とは反対の極性を有するイオン性界面活性剤により凝集を生じさせることにより凝集粒子を形成させ、その後、樹脂粒子のガラス転移点以上の温度に加熱して凝集粒子を融合して、洗浄、乾燥する方法により着色樹脂粒子を作製することもできる。 Also, a resin particle dispersion containing an ionic surfactant and a colorant particle dispersion are prepared, mixed, and agglomerated by an ionic surfactant having a polarity opposite to that of the ionic surfactant. Then, the aggregated particles can be formed by forming the resin particles, and then heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point of the resin particles to fuse the aggregated particles, and the colored resin particles can be produced by washing and drying.
(懸濁重合法)
さらに、着色樹脂粒子の作製では、好適な別法として懸濁重合法を用いることができる。この懸濁重合法は、公知の小粒径トナーの作成方法と同様に実施することができる。より詳細な説明が必要ならば、特開2004−191598号を参照されたい。
(Suspension polymerization method)
Furthermore, in the production of colored resin particles, a suspension polymerization method can be used as a suitable alternative method. This suspension polymerization method can be carried out in the same manner as a known method for producing a small particle toner. If a more detailed explanation is necessary, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-191598.
(微粒子の固着)
まず、所望の粒度分布に形成した正帯電性の着色樹脂粒子と、無機微粒子とを前述のヘンシェルミキサ、スーパーミキサなどの公知のミキサによって混合することにより、無機微粒子を着色樹脂粒子に付着させる。その後、負帯電性の無機微粒子が付着した着色樹脂粒子を熱風中に投入することで、熱により着色樹脂粒子の表面を溶融させて無機微粒子を固着させる。
(Fixed fine particles)
First, the positively charged colored resin particles formed to have a desired particle size distribution and the inorganic fine particles are mixed by a known mixer such as the Henschel mixer or the supermixer described above, thereby attaching the inorganic fine particles to the colored resin particles. Thereafter, the colored resin particles to which the negatively charged inorganic fine particles are attached are put into hot air, whereby the surface of the colored resin particles is melted by heat to fix the inorganic fine particles.
着色樹脂粒子表面に固着させる無機微粒子は、着色樹脂粒子100重量部に対し2〜10重量部を添加する。無機微粒子の添加割合は、好ましくは4〜9重量部、より好ましくは4〜8重量部である。無機微粒子が2重量部よりも少ないと、流動性が向上しない傾向となる。一方、無機微粒子が10重量部を越えると無機微粒子の浮遊粒子が生じ易くなる。 The inorganic fine particles to be fixed to the surface of the colored resin particles are added in an amount of 2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colored resin particles. The addition ratio of the inorganic fine particles is preferably 4 to 9 parts by weight, more preferably 4 to 8 parts by weight. When the amount of inorganic fine particles is less than 2 parts by weight, the fluidity tends not to improve. On the other hand, when the amount of inorganic fine particles exceeds 10 parts by weight, floating particles of inorganic fine particles are likely to be generated.
熱風を用いた表面処理は、結着樹脂の軟化点(℃)よりも180〜300℃高い温度の熱風によって実施することが好ましい。より好ましくは結着樹脂の軟化点よりも200〜260℃高い温度、更に好ましくは結着樹脂の軟化点よりも220〜240℃高い温度である。結着樹脂の軟化点よりも180℃以上の高い温度で処理することで、着色樹脂粒子と無機微粒子との溶融固定化を十分に行なうことができ、また、球形化を進行させることができる。一方、軟化点から180℃未満の温度であると、流動性向上の効果を得難い。また、結着樹脂の軟化点から300℃の範囲を越える高い温度で処理すると、着色樹脂粒子の二次凝集が多く発生するようになり、粒子が粗大化し、粒度分布も広がる傾向となる。 The surface treatment using hot air is preferably performed with hot air having a temperature 180 to 300 ° C. higher than the softening point (° C.) of the binder resin. More preferably, the temperature is 200 to 260 ° C. higher than the softening point of the binder resin, and more preferably 220 to 240 ° C. higher than the softening point of the binder resin. By performing the treatment at a temperature 180 ° C. or higher than the softening point of the binder resin, the colored resin particles and the inorganic fine particles can be sufficiently melt-fixed and the spheroidization can be promoted. On the other hand, when the temperature is lower than 180 ° C. from the softening point, it is difficult to obtain the effect of improving fluidity. Further, when the treatment is carried out at a high temperature exceeding the range of 300 ° C. from the softening point of the binder resin, the secondary aggregation of the colored resin particles often occurs, the particles become coarse and the particle size distribution tends to be widened.
結着樹脂は、軟化点が110〜180℃の範囲であり且つガラス転移点が70〜100℃の範囲である熱可塑性樹脂から形成することが好ましい。これにより、着色樹脂粒子の表面が急速に溶融することで、表面張力により球形化を進めるとともに、溶融した着色樹脂粒子の表面に微粒子を固着(固定化)を促進させることができる。また、着色樹脂粒子と無機微粒子との固着を十分に行なえ、着色樹脂粒子同士の二次凝集の発生を抑制することができる。 The binder resin is preferably formed from a thermoplastic resin having a softening point in the range of 110 to 180 ° C and a glass transition point in the range of 70 to 100 ° C. Thereby, the surface of the colored resin particles is rapidly melted, whereby the spheroidization can be promoted by the surface tension, and the fixing (fixing) of the fine particles to the surface of the molten colored resin particles can be promoted. Further, the colored resin particles and the inorganic fine particles can be sufficiently fixed, and the occurrence of secondary aggregation between the colored resin particles can be suppressed.
(表示粒子の作用)
上記のように無機微粒子を着色樹脂粒子の表面に固着させることにより製造された表示粒子は、従来のように着色樹脂粒子単独で表面処理した場合や、低級のアルキル基を有するシランカップリング剤で処理された無機微粒子を用いた場合に比べて、表示粒子の粉体流動性が高まり、画像表示時の駆動電圧の低減と高いコントラストとを実現することが可能となる。また、このような表示粒子は隔壁に接触しても離れやすくなり、表示粒子が表示動作をせずにセル内の四隅に滞留したままの状態になることを防止することができる。このような効果は、無機微粒子の表面処理剤と、高温の熱風による表面処理による樹脂の溶融との相乗効果によるものと思われる。
(Function of display particles)
The display particles produced by fixing the inorganic fine particles to the surface of the colored resin particles as described above may be a case where the surface treatment is performed with the colored resin particles alone as in the past, or a silane coupling agent having a lower alkyl group. Compared with the case where the treated inorganic fine particles are used, the powder fluidity of the display particles is increased, and it is possible to realize a reduction in driving voltage and high contrast during image display. Further, such display particles are easily separated even when they come into contact with the partition walls, and the display particles can be prevented from staying in the four corners of the cell without performing a display operation. Such an effect seems to be due to a synergistic effect of the surface treatment agent for inorganic fine particles and the melting of the resin by the surface treatment with hot hot air.
<画像表示媒体の動作>
上記構成の画像表示媒体10は、画像表示装置1によって駆動されることにより画像表示を行なう。画像表示装置1において、電圧印加装置6は、図示しない電源や制御回路等を備えると共に、画像表示媒体10に表示すべき画像情報をメモリ等に記憶し、その画像情報に基づき、画像表示媒体10に対する電圧印加のタイミングや電圧値等を制御する。電圧印加装置6による画像表示媒体10の駆動方式としては、公知の液晶表示装置の駆動と同様に、パッシブマトリクス駆動方式やアクティブマトリクス駆動方式等を適宜採用することができる。
<Operation of image display medium>
The
画像表示媒体10では、図1に示したように、光学的反射率および帯電特性が互いに異なる少なくとも2種以上の表示粒子群5(ここでは、表示粒子群5Aおよび表示粒子群5B)が封入された各セルにおいて、表面シート2に設けた列電極12と背面シート3に設けた行電極22との間に電圧を印加する。これにより発生する電界に応じて各表示粒子群5A,5Bを表面シート2と背面シート3との間で移動させて白色又は黒色の画像を表示させることができる。ここで、各表示粒子群5A,5Bは、それぞれ1種類の表示粒子から構成されているが、色の異なる2種以上の表示粒子からそれぞれ構成してもよい。
In the
画像表示の際には、表面シート2と背面シート3との電極間に、交番電圧を予め印加することが好ましい。交番電圧は、周波数を100〜400Hz、波形のpeakとpeak間の電圧を±150〜300Vとして、所定の時間(例えば、0.1〜1s程度)印加する。交番電圧の波形としては正弦波が好ましいが、表示粒子の特性に応じて矩形波や三角波などを印加してもよい。
In displaying an image, it is preferable to apply an alternating voltage in advance between the electrodes of the
このように、交番電圧を印加して表面シート2と背面シート3との間で表示粒子を急速に移動させることにより、帯電を安定化させ、表示粒子群5A,5Bの間での凝集を緩和させることができる。
In this way, by applying an alternating voltage to rapidly move the display particles between the
交番電圧の印加後、画像表示を行なう場合には、画像記憶部に記憶された画像表示パターンに応じて直流電圧を印加する。黒色粒子および白色粒子はそれぞれ正帯電性および負帯電性であるため、行電極22と列電極12の単純マトリクス構成の場合は、まず、全ての行電極22に負電位(例えば−50V)、全ての列電極12に正電位(例えば+50V)を印加して全画面を一旦白色表示することが好ましい。
When displaying an image after applying the alternating voltage, a DC voltage is applied according to the image display pattern stored in the image storage unit. Since the black particles and the white particles are positively charged and negatively charged, respectively, in the case of a simple matrix configuration of the
その後、電圧印加部の直流電圧発生回路から白色から黒色への表示切替を行なう行電極にのみ正の選択電圧(例えば、+50V)を印加して行選択を行なう(表示切替を行なわない他の行電極は0V)。 Then, a positive selection voltage (for example, +50 V) is applied only to the row electrode that performs display switching from white to black from the DC voltage generation circuit of the voltage application unit to perform row selection (other rows that do not perform display switching). The electrode is 0V).
さらに、選択した行電極に直交する各列電極に対し、白色から黒色への表示切替を行なう場合は負の画像電圧(例えば、−50V)、切替を行なわない場合は0Vを印加する。 Further, a negative image voltage (for example, −50 V) is applied to each column electrode orthogonal to the selected row electrode when switching from white to black is performed, and 0 V is applied when switching is not performed.
これらの動作を全ての行電極および列電極に対して順次行なうことにより画像が表示される。それぞれの電圧印加時間を表示粒子の応答速度より長い時間(例えば、30ms)に設定することにより、十分なコントラストを得ることができる。なお、各電極に印加する電圧は、電界の大きさと向きが同じであればどのような値に設定してもよい。 An image is displayed by sequentially performing these operations on all the row electrodes and column electrodes. By setting each voltage application time to a time longer than the response speed of the display particles (for example, 30 ms), sufficient contrast can be obtained. Note that the voltage applied to each electrode may be set to any value as long as the magnitude and direction of the electric field are the same.
以上のような画像表示動作を行なうことにより、列電極12に正の電圧が印加された基板間の領域(画素)では、負帯電性の白色粒子は正の電圧が印加された列電極12側に移動して表面シート2の内面に付着し、正帯電性の黒色粒子はこれとは逆の行電極22側に移動して背面シート3の内面に付着する。
By performing the image display operation as described above, in the region (pixel) between the substrates to which the positive voltage is applied to the
一方、列電極12に負の電圧が印加された領域では、正帯電性の黒色粒子は負の電圧が印加された列電極12側に移動して表面シート2の内面に付着し、負帯電性の白色粒子はこれとは逆の行電極22側に移動して背面シート3の内面に付着する。このようにして白黒画像が表面シート2を通して表示される。
On the other hand, in a region where a negative voltage is applied to the
一旦表示された画像は、電極間への電圧の印加を停止しても、表示粒子と誘電体膜13,23との間の静電付着力が維持されるため、表示粒子は基板の内面に付着したまま保持され、白黒画像が表示された状態を長時間に渡って保持することができる。なお、白色と黒色との反転順序を逆にする場合は、それぞれの電界の向きを逆転すればよい。また、表示粒子の駆動電圧値が異なる場合は、駆動電圧値に応じて電界の大きさを調整すればよい。
Once the image is displayed, the electrostatic adhesion between the display particles and the
以下、本発明に係る画像表示媒体および表示粒子についてより具体的な実施例を挙げて説明する。 Hereinafter, the image display medium and display particles according to the present invention will be described with reference to more specific examples.
<画像表示媒体の構成>
画像表示媒体10の構成は図1に示したものと同様である。ここで、透光性を有する表面基板11および背面基板21は、ともに厚さ175μmの透明PETからなる。間隙4の大きさに相当する隔壁7の高さHは40μmとし、隔壁7の幅Wは約50μmとした。また、隣接する隔壁7間の間隔Dは1000μmとした。
<画像表示媒体の製造方法>
<Configuration of image display medium>
The configuration of the
<Method for producing image display medium>
表面シート2の作製では、まず、厚さ50nmのITOを全面に蒸着した厚さ175μmのA4サイズの透明PETフィルム(すなわち、表面基板11)を準備する。次に、レーザエッチング法により、各電極の幅が900μmで各電極間スペースが100μmの列電極12を表面基板11上に形成した。列電極12の抵抗は150Ω/□であった。次に、その列電極12上に、THF溶液中に10%の重量比率でポリカーボネートを溶解させた溶液中で、引き上げディップ法により厚さ12μmの塗工膜を形成し、その後、乾燥炉にて80℃で5分間乾燥することにより、厚さ3μmの誘電体膜13を積層形成した。
In the production of the
図3は、隔壁形成における一工程(ドライフィルムラミネート工程)を示す模式的な断面図である。誘電体膜13の積層形成に続いて、ドライフィルムラミネータにて、図3に示すように、表面基板11上に列電極12及び誘電体膜13を形成した表面シート2と、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂混合系からなる厚さ50μmの紫外線硬化型樹脂ドライフィルム31とを密着して貼り合わせる。このとき、ロール温度は60℃、送り速度は0.4m/分とした。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step (dry film laminating step) in the partition wall formation. Subsequent to the formation of the
図4は、隔壁形成における一工程(露光工程)を示す模式的な断面図である。続く露光工程において、図4に示すように、表面シート2と樹脂ドライフィルム31とを貼り合わせたものの上に露光マスク32を置き、100mJ/cm2の露光量で露光を行った。この露光マスク32により、縦ラインおよび横ラインの幅がともに50μm、ピッチが1000μmの隔壁を形成するための紫外線照射部分が画成される。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing one process (exposure process) in the partition formation. In the subsequent exposure step, as shown in FIG. 4, an
図5は、隔壁形成における一工程(現像工程)を示す模式的な断面図である。続く現像工程では、露光を終えた紫外線硬化型樹脂ドライフィルム31を、炭酸ナトリウム1%の現像液を用いたアルカリ現像機により、送り速度0.6m/min、液温35℃、シャワー圧0.15MPaの条件で現像を行った。これにより、紫外線硬化型樹脂ドライフィルム31は、図5に示すように、露光工程における紫外線照射部分以外は現像液で除去され、後に隔壁となる硬化部7’のみが残った。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing one step (development step) in the partition formation. In the subsequent development step, the ultraviolet curable resin
その後、イオン交換水で十分に洗浄後、水切り、室温での乾燥を1時間おこなった。さらに、紫外線硬化装置にて1000mJ/cm2のアフターキュアーを行った後に、130℃の乾燥炉で30分間アフターベークを行った。 Then, after sufficiently washing with ion-exchanged water, draining and drying at room temperature were performed for 1 hour. Further, after curing at 1000 mJ / cm 2 with an ultraviolet curing device, after baking was performed in a drying furnace at 130 ° C. for 30 minutes.
形成された隔壁は、顕微鏡による段差測定器による測定では、縦横ともに高さ48μm、隔壁幅45μm、ピッチ1000μmであった。 The partition walls formed had a height of 48 μm, a partition wall width of 45 μm, and a pitch of 1000 μm, both vertically and horizontally, as measured by a step measuring instrument using a microscope.
また、背面シート3の作製には、厚さ175μmのA4サイズのPETフィルム(すなわち、背面基板21)上に、厚さ18μmの銅箔付きフィルムを用いた。
For the production of the
ラミネート工程において、ドライフィルムラミネータにて、銅箔付きPETフィルムにアクリル系の厚さ20μmの紫外線硬化型樹脂ドライフィルムを密着して貼り合わせた。このとき、ロール温度は110℃、送り速度は0.4m/分とした。 In the laminating process, an acrylic UV-curable resin dry film having a thickness of 20 μm was closely adhered to and bonded to a PET film with a copper foil using a dry film laminator. At this time, the roll temperature was 110 ° C. and the feed rate was 0.4 m / min.
次に、各電極の幅が900μm、スペースが1mmとなる露光マスクを作製した。続く露光工程において、銅箔付きPETフィルムに紫外線硬化型の樹脂ドライフィルムを貼り合わせたものに露光マスクを置き、100mJ/cm2の露光量で露光を行った。 Next, an exposure mask was prepared in which the width of each electrode was 900 μm and the space was 1 mm. In the subsequent exposure process, an exposure mask was placed on a PET film with copper foil laminated with an ultraviolet curable resin dry film, and exposure was performed at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 .
さらに、続く現像工程において、露光を終えた紫外線硬化型樹脂ドライフィルムを、炭酸ナトリウム1%の現像液を用いたアルカリ現像機により、送り速度0.6m/分、液温35℃、シャワー圧0.15MPaの条件で現像を行った。この現像で除去されずに残った紫外線硬化型樹脂ドライフィルムにより、電極部のパターンが形成された。その後、塩化第2鉄液を用いたエッチング装置を用いて、送り速度0.5m/分、液温45℃、シャワー圧0.13MPaの条件で銅のエッチング現像を行った。これにより、各電極間のスペースに相当する不要な部分の銅箔を除去した。 Further, in the subsequent development process, the ultraviolet curable resin dry film that has been exposed is fed by an alkali developing machine using a 1% sodium carbonate developer at a feed rate of 0.6 m / min, a liquid temperature of 35 ° C., and a shower pressure of 0. Development was performed under the condition of 15 MPa. The pattern of the electrode part was formed by the ultraviolet curable resin dry film remaining without being removed by this development. Thereafter, using an etching apparatus using a ferric chloride solution, copper was etched and developed under the conditions of a feed rate of 0.5 m / min, a liquid temperature of 45 ° C., and a shower pressure of 0.13 MPa. Thus, unnecessary portions of the copper foil corresponding to the spaces between the electrodes were removed.
続いて、水酸化ナトリウム3%水溶液を用いたアルカリ現像機により、送り速度0.6m/分、液温45℃、シャワー圧0.12MPaの条件で電極部に残った紫外線硬化型樹脂ドライフィルムの剥離を行った。これにより、不要な部分が除去できたことが確認された。最後にイオン交換水で十分に洗浄を行い、その後、直ちにエアーブローによる水切りを実施した。 Subsequently, the ultraviolet curable resin dry film remaining on the electrode part was subjected to an alkali developing machine using a 3% aqueous solution of sodium hydroxide under the conditions of a feed rate of 0.6 m / min, a liquid temperature of 45 ° C., and a shower pressure of 0.12 MPa. Peeling was performed. This confirmed that unnecessary portions could be removed. Finally, it was thoroughly washed with ion-exchanged water, and then immediately drained by air blow.
以上の工程により、各電極の幅が895μm、スペースが105μm、ピッチが1mmの行電極22が形成されたことを確認した。各行電極22は列電極12と同様の幅およびスペースで形成されると共に、所定の間隔で各列電極12に直交するように配置され、いわゆるパッシブマトリクス構成となっている。
Through the above steps, it was confirmed that the
次に、表示粒子の充填工程について説明する。色および帯電特性が互いに異なる2種類の表示粒子群(白色粒子HW40gと黒色粒子HB20g)の充填配合量の比率を2:1の割合で混合したものを、表示基板上の隔壁で区切られたセル内にスクリーンを通して振るい落とす方法により所望量を充填する。セル内への投入は、体積占有率が約50%となるように調整して封入した。その後、幅5mm、長さ30mm、幅300mmのシリコーンゴムスキージを用いて隔壁の頂上にある粒子の除去を行った。 Next, the display particle filling step will be described. A cell in which the ratio of the filling and blending ratio of two types of display particle groups (white particles HW 40 g and black particles HB 20 g) having different colors and charging characteristics is mixed by a partition on the display substrate. The desired amount is filled by a method of shaking through a screen. The injection into the cell was adjusted and sealed so that the volume occupation ratio was about 50%. Thereafter, the particles on the top of the partition walls were removed using a silicone rubber squeegee having a width of 5 mm, a length of 30 mm, and a width of 300 mm.
この場合、シリコーン微粒子と、正帯電性の黒色粒子とを予め混合してその着色樹脂粒子表面に付着させ、そのシリコーン微粒子が付着した黒色粒子と白色粒子とを一定の重量割合で混合した後、基板間のセルに封入することも好ましい。このように、正帯電性の黒色粒子に負帯電性のシリコーン微粒子を付着させることにより、負帯電性の白色粒子との静電反発を利用して粒子同士の凝集を緩和し、電界印加時の基板間の表示粒子の移動をスムーズにし、駆動電圧を低減しつつ高いコントラストを実現することができる。 In this case, the silicone fine particles and the positively charged black particles are mixed in advance and adhered to the surface of the colored resin particles, and the black particles and the white particles to which the silicone fine particles are adhered are mixed at a constant weight ratio, It is also preferable to enclose in a cell between substrates. In this way, by adhering the negatively chargeable silicone fine particles to the positively chargeable black particles, the aggregation of the particles is relieved by utilizing electrostatic repulsion with the negatively chargeable white particles, and an electric field is applied. The display particles can be smoothly moved between the substrates, and a high contrast can be realized while reducing the driving voltage.
或いは、アミノシランにより処理されたシリコーン微粒子と、負帯電性の白色粒子とを予め混合してその着色樹脂粒子表面に付着させ、そのシリコーン微粒子が付着した白色粒子と黒色粒子とを一定の重量割合で混合した後、基板間のセルに封入することも好ましい。このように、負帯電性の白色粒子に正帯電性のアミノシランにより処理されたシリコーン微粒子を付着させることにより、正帯電性の黒色粒子との静電反発を利用して凝集を緩和させることができる。 Alternatively, the silicone fine particles treated with aminosilane and the negatively charged white particles are mixed in advance and adhered to the surface of the colored resin particles, and the white particles and the black particles to which the silicone fine particles are adhered are in a certain weight ratio. After mixing, it is also preferable to enclose in a cell between the substrates. As described above, by attaching the silicone fine particles treated with the positively charged aminosilane to the negatively charged white particles, aggregation can be reduced by utilizing electrostatic repulsion with the positively charged black particles. .
次に、背面シート3に熱硬化型ポリエステル接着剤を塗布し、110℃で5分間の硬化を行った。その後、隔壁7が形成され、セル8内に表示粒子群が充填された表面シート2と、熱硬化型ポリエステル樹脂接着剤が塗布された背面シート3とを張り合わせる。そして温度65℃で3分間、1MPaの圧力をかけて、表面シート2と背背面シート3とを接着し、画像表示媒体10を作製した。
Next, a thermosetting polyester adhesive was applied to the
この熱硬化型ポリエステル樹脂接着剤は、粒子との凝着力が低い傾向にあり、背面シートの内面全域に塗布されているため、少なくとも炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理を施された無機微粒子を表面に固着した着色樹脂粒子からなる表示粒子と組合せて使用した場合に、表示粒子が背面シートから均一に離脱しやすい。その結果、駆動電圧を低減することが可能となる。 This thermosetting polyester resin adhesive tends to have a low adhesive force with the particles, and is applied to the entire inner surface of the back sheet. Therefore, an alkyltrialkoxysilane or alkyl having at least an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms. When inorganic fine particles that have been surface-treated with silazane are used in combination with display particles made of colored resin particles fixed to the surface, the display particles are easily detached from the back sheet. As a result, the drive voltage can be reduced.
<表示粒子の構成>
(結着樹脂)
表1には実施例で使用した結着樹脂の特性を示す。結着樹脂は、ビスフェノールAプロピルオキシド付加物のアルコールと、テレフタル酸、コハク酸若しくはフマル酸の2価のカルボン酸、又はトリメリット酸の3価のカルボン酸とを主成分としたポリエステル樹脂を使用し、配合比、重合条件により熱特性を変えた樹脂を使用した。
<Configuration of display particles>
(Binder resin)
Table 1 shows the characteristics of the binder resin used in the examples. The binder resin is a polyester resin composed mainly of alcohol of bisphenol A propyl oxide adduct and divalent carboxylic acid of terephthalic acid, succinic acid or fumaric acid, or trivalent carboxylic acid of trimellitic acid. Then, a resin whose thermal characteristics were changed depending on the blending ratio and polymerization conditions was used.
表1において、Mnfは結着樹脂の数平均分子量、Mwfは結着樹脂の重量平均分子量、Mzfは結着樹脂のZ平均分子量、Wmfは重量平均分子量Mwfと数平均分子量Mnfとの比Mwf/Mnf、Wzfは結着樹脂のZ平均分子量Mzfと数平均分子量Mnfの比Mzf/Mnf、Tmr(℃)は軟化点、Tfb(℃)は流出開始温度、Tgr(℃)はガラス転移点を示す。 In Table 1, Mnf is the number average molecular weight of the binder resin, Mwf is the weight average molecular weight of the binder resin, Mzf is the Z average molecular weight of the binder resin, Wmf is the ratio Mwf of the weight average molecular weight Mwf to the number average molecular weight Mnf / Mnf and Wzf are the ratio Mzf / Mnf of the Z-average molecular weight Mzf and the number-average molecular weight Mnf of the binder resin, Tmr (° C.) is the softening point, Tfb (° C.) is the outflow start temperature, and Tgr (° C.) is the glass transition point. .
(顔料)
表2には実施例で使用した顔料の構成を示す。
(Pigment)
Table 2 shows the composition of the pigments used in the examples.
表2において、酸化チタン粒子PW1は、シリコーンオイルで表面処理した平均粒径0.21nmのルチル形酸化チタン(SJR−405S)である。この酸化チタンの表面処理は、酸化チタン原体(JR−405)100重量部と、シリコーンオイル(東レダウコーニングシリコーン社SF230)10.5重量部と、トルエン300重量部とを室温で2時間撹拌し、デカンテーションして上澄みを取り除いた後、80℃に設定した真空乾燥機中で4時間加熱真空乾燥することにより行った。 In Table 2, the titanium oxide particles PW1 are rutile titanium oxide (SJR-405S) having an average particle diameter of 0.21 nm and surface-treated with silicone oil. This titanium oxide surface treatment is performed by stirring 100 parts by weight of a raw material of titanium oxide (JR-405), 10.5 parts by weight of silicone oil (Toray Dow Corning Silicone SF230) and 300 parts by weight of toluene at room temperature for 2 hours. After removing the supernatant by decantation, it was performed by heating and vacuum drying in a vacuum dryer set at 80 ° C. for 4 hours.
また、カーボンブラックは、粒径が24nmであり、DBP吸油量は53ml/100gと低DBP吸油量を有する顔料であり、アミノ変性シリコーンオイル(信越化学社製KF857)で処理したものである。アミノ変性シリコーンオイルの添加量は、カーボンブラック100重量部に対して8.5重量部とした。粒径はSEMによる約100個の算術平均径を取っている。 Carbon black is a pigment having a particle size of 24 nm, a DBP oil absorption of 53 ml / 100 g and a low DBP oil absorption, and is treated with an amino-modified silicone oil (KF857 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The amount of amino-modified silicone oil added was 8.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of carbon black. The particle diameter is about 100 arithmetic average diameters by SEM.
(電荷制御剤)
表3には実施例で使用した電荷制御剤の構成を示す。CAW1、CAW2は負帯電性の電荷制御剤、CAB1は正帯電性の電荷制御剤である。
(Charge control agent)
Table 3 shows the structure of the charge control agent used in the examples. CAW1 and CAW2 are negatively chargeable charge control agents, and CAB1 is a positively chargeable charge control agent.
(着色樹脂粒子)
表4には実施例で使用した着色樹脂粒子の組成を示す。なお、括弧内は結着樹脂100重量部に対する配合重量部を示す。
(Colored resin particles)
Table 4 shows the composition of the colored resin particles used in the examples. In the parentheses, the blending parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin are shown.
(無機微粒子)
表5には実施例で使用した上記無機微粒子の構成および特性を示す。
(Inorganic fine particles)
Table 5 shows the constitution and characteristics of the inorganic fine particles used in the examples.
[SN1]
無機微粒子としてコロイダルシリカ(AEROSIL(登録商標)380(平均粒径5nm)、日本アエロジル社製)25gをマグネットスターラに入れ、撹拌しながら、テトラヒドロフラン10gに上記(化15)で示されるアルキルシラン0.7gを溶解した混合液を徐々に添加し、30分間攪拌した。その後、濾過し、120℃で2時間乾燥した。それをピンミルで解砕し、無機微粒子SN1を得た。
[SN1]
25 g of colloidal silica (AEROSIL (registered trademark) 380 (average particle size 5 nm), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as inorganic fine particles was placed in a magnetic stirrer and stirred with 10 g of tetrahydrofuran. A mixed solution in which 7 g was dissolved was gradually added and stirred for 30 minutes. Then, it filtered and dried at 120 degreeC for 2 hours. It was crushed with a pin mill to obtain inorganic fine particles SN1.
[SN2]
無機微粒子としてコロイダルシリカ(AEROSIL380(平均粒径5nm)、日本アエロジル社製)25gをマグネットスターラに入れ、撹拌しながら、テトラヒドロフラン10gに上記(化3)で示されるアルキルシラン1.2gを溶解した混合液を徐々に添加し、30分間攪拌した。その後、濾過し、120℃で2時間乾燥した。それをピンミルで解砕し、無機微粒子SN2を得た。
[SN2]
25 g of colloidal silica (AEROSIL 380 (average particle size 5 nm), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as inorganic fine particles was placed in a magnetic stirrer, and 1.2 g of alkylsilane represented by the above (Chemical Formula 3) was dissolved in 10 g of tetrahydrofuran while stirring. The solution was gradually added and stirred for 30 minutes. Then, it filtered and dried at 120 degreeC for 2 hours. It was crushed with a pin mill to obtain inorganic fine particles SN2.
[SN3]
無機微粒子としてコロイダルシリカ(AEROSIL300(平均粒径7nm)、日本アエロジル社製)25gをマグネットスターラに入れ、撹拌しながら、テトラヒドロフラン10gに上記(化7)で示されるアルキルシラン0.7gを溶解した混合液を徐々に添加し、30分間攪拌した。その後、濾過し、120℃で2時間乾燥した。それをピンミルで解砕し、無機微粒子SN3を得た。
[SN3]
25 g of colloidal silica (AEROSIL 300 (average particle size: 7 nm), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as inorganic fine particles was put in a magnetic stirrer, and 0.7 g of alkylsilane represented by the above (Chemical Formula 7) was dissolved in 10 g of tetrahydrofuran while stirring. The solution was gradually added and stirred for 30 minutes. Then, it filtered and dried at 120 degreeC for 2 hours. It was crushed with a pin mill to obtain inorganic fine particles SN3.
[SN4]
無機微粒子としてコロイダルシリカ(AEROSIL200(平均粒径12nm)、日本アエロジル社製)25gをマグネットスターラに入れ、撹拌しながら、テトラヒドロフラン10gに上記(化11)で示されるアルキルシラン0.5gを溶解した混合液を徐々に添加し、30分間攪拌した。その後、濾過し、120℃で2時間乾燥した。それをピンミルで解砕し、無機微粒子SN4を得た。
[SN4]
25 g of colloidal silica (AEROSIL 200 (average particle size: 12 nm), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as inorganic fine particles was placed in a magnetic stirrer and mixed with 10 g of tetrahydrofuran dissolved in 0.5 g of alkylsilane represented by the above (Chemical Formula 11) while stirring. The solution was gradually added and stirred for 30 minutes. Then, it filtered and dried at 120 degreeC for 2 hours. It was crushed with a pin mill to obtain inorganic fine particles SN4.
[SN5]
無機微粒子として酸化チタン(AEROXIDE(登録商標)P90(平均粒径14nm)、日本アエロジル社製)25gをマグネットスターラに入れ、撹拌しながら、テトラヒドロフラン10gに上記(化1)で示されるアルキルシラン1.5gを溶解した混合液を徐々に添加し、30分間攪拌した。その後、濾過し、120℃で2時間乾燥した。それをピンミルで解砕し、無機微粒子SN5を得た。
[SN5]
25 g of titanium oxide (AEROXIDE (registered trademark) P90 (average particle size: 14 nm), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as inorganic fine particles was placed in a magnetic stirrer and stirred with 10 g of tetrahydrofuran. A mixed solution in which 5 g was dissolved was gradually added and stirred for 30 minutes. Then, it filtered and dried at 120 degreeC for 2 hours. It was crushed with a pin mill to obtain inorganic fine particles SN5.
[AP1]
無機微粒子としてコロイダルシリカ(AEROSIL380(平均粒径5nm)、日本アエロジル社製)25gをマグネットスターラに入れ、撹拌しながら、テトラヒドロフラン10gに、アミン基を有するカップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.8gと、上記(化15)で示されるアルキルシラン0.5g溶解した混合液を徐々に添加し、30分間攪拌した。その後、濾過し、120℃で2時間乾燥した。それをピンミルで解砕し、無機微粒子AP1を得た。
[AP1]
25 g of colloidal silica (AEROSIL 380 (average particle size 5 nm), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as inorganic fine particles is placed in a magnetic stirrer and stirred with 10 g of tetrahydrofuran, and γ-aminopropyltriethoxysilane 0 as a coupling agent having an amine group. 0.8 g and a mixed solution in which 0.5 g of alkylsilane represented by the above (Chemical Formula 15) was dissolved were gradually added and stirred for 30 minutes. Then, it filtered and dried at 120 degreeC for 2 hours. This was crushed with a pin mill to obtain inorganic fine particles AP1.
[AP2]
無機微粒子としてコロイダルシリカ(AEROSIL380(平均粒径5nm)、日本アエロジル社製)25gをマグネットスターラに入れ、撹拌しながら、テトラヒドロフラン10gにγ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.5gと、上記(化3)で示されるアルキルシラン0.6g溶解した混合液を徐々に添加し、30分間攪拌した。その後、濾過し、120℃で2時間乾燥した。それをピンミルで解砕し、無機微粒子AP2を得た。
[AP2]
25 g of colloidal silica (AEROSIL 380 (average particle size 5 nm), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as inorganic fine particles was placed in a magnetic stirrer and stirred with 10 g of tetrahydrofuran, 0.5 g of γ-aminopropyltriethoxysilane, and the above (Chemical Formula 3). A mixed solution in which 0.6 g of alkylsilane represented by the formula was dissolved was gradually added and stirred for 30 minutes. Then, it filtered and dried at 120 degreeC for 2 hours. This was crushed with a pin mill to obtain inorganic fine particles AP2.
[AP3]
無機微粒子としてコロイダルシリカ(AEROSIL300(平均粒径7nm)、日本アエロジル社製)25gをマグネットスターラに入れ、撹拌しながら、テトラヒドロフラン10gにアミン基を有するカップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.9gと、上記(化13)で示されるアルキルシラン0.6g溶解した混合液を徐々に添加し、30分間攪拌した。その後、濾過し、120℃で2時間乾燥した。それをピンミルで解砕し、無機微粒子AP3を得た。
[AP3]
25 g of colloidal silica (AEROSIL 300 (average particle size: 7 nm), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as inorganic fine particles was placed in a magnetic stirrer, and γ-aminopropyltriethoxysilane as a coupling agent having an amine group in 10 g of tetrahydrofuran was stirred. 9 g and a mixed solution in which 0.6 g of alkylsilane represented by the above (Chemical Formula 13) was dissolved were gradually added and stirred for 30 minutes. Then, it filtered and dried at 120 degreeC for 2 hours. This was crushed with a pin mill to obtain inorganic fine particles AP3.
表5において、「5分値」及び「30分値」は帯電量([μC/g])を表し、これらは、ノンコートのフェライトキャリアとの摩擦帯電によるブローオフ法により測定した。具体的には、25℃、45RH%の環境下で、100mlのポリエチレン容器にキャリア50gとシリカ等の無機微粒子またはシリコーン微粒子0.1gとを混合し、縦回転にて100min−1の速度で5分間あるいは30分間攪拌した後、0.3g採取し、窒素ガス1.96×104[Pa]で1分間ブローして測定した。 In Table 5, “5-minute value” and “30-minute value” represent the charge amount ([μC / g]), and these were measured by a blow-off method by frictional charging with an uncoated ferrite carrier. Specifically, in an environment of 25 ° C. and 45 RH%, 50 g of a carrier is mixed with 100 g of a polyethylene container with 0.1 g of inorganic fine particles such as silica or 0.1 g of silicon fine particles, and 5 times at a speed of 100 min −1 by longitudinal rotation. After stirring for 30 minutes or 30 minutes, 0.3 g was collected and measured by blowing with nitrogen gas at 1.96 × 10 4 [Pa] for 1 minute.
なお、帯電特性としては、30分間攪拌したときの帯電量と5分間攪拌したときの帯電量の割合(30分値/5分値)が0.5以上であることが好ましい。これにより、表示粒子の帯電性の維持を図ることができ、安定した画像表示を出力することができる。 As charging characteristics, it is preferable that the ratio (30 minute value / 5 minute value) of the charge amount when stirred for 30 minutes and the charge amount when stirred for 5 minutes is 0.5 or more. Thereby, it is possible to maintain the chargeability of the display particles and output a stable image display.
<表示粒子の製造方法>
(着色樹脂粒子の作製)
着色樹脂粒子の作製にあたり、まず、結着樹脂、着色剤及び電荷制御剤を、撹拌羽根を具備したヘンシェルミキサFM20B(三井三池工業製)を使用して約4kg、回転数800min−1、時間5minの条件で羽根Z0S0にて混合した。
<Method for producing display particles>
(Preparation of colored resin particles)
In producing the colored resin particles, first, the binder resin, the colorant, and the charge control agent are about 4 kg using a Henschel mixer FM20B (manufactured by Mitsui Miike Kogyo Co., Ltd.) equipped with a stirring blade, the rotation speed is 800 min −1 , and the time is 5 min. The mixing was performed with the blade Z0S0 under the conditions of:
図6は、ロール溶融混練機の要部を示す模式的な斜視図、図7は、ロール溶融混練機の要部を示す模式的な平面図である。結着樹脂、着色剤及び電荷制御剤の混合に続いて、2本ロール溶融混練機にて混練処理を行った。混練処理では、図6に示すように、定量供給機50から第1のロール51の端部に向けて投入された着色樹脂粒子の原料は、第1のロール51上に巻付いて着色樹脂粒子の溶融膜53が形成される。ここで、第1のロール51および第2のロール52は、図7に示すように、それぞれ破線部を境界とする前半部51A,52Aおよび後半部51B,52Bで構成されている。より詳細には、原料は、第1のロール51の熱と第2のロール52による圧縮せん断力により樹脂が溶融することにより、第1のロール51の前半部51Aに巻付く。その後、溶融した原料は、第1のロール51の後半部51Bの端部にまで広がり、第1のロール51の前半部51Aよりも低い温度で加熱された第2のロール52の後半部52Bから剥離される。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing the main part of the roll melt kneader, and FIG. 7 is a schematic plan view showing the main part of the roll melt kneader. Following mixing of the binder resin, the colorant, and the charge control agent, a kneading process was performed in a two-roll melt kneader. In the kneading process, as shown in FIG. 6, the colored resin particle raw material charged toward the end of the
ここで、第1のロール51および第2のロール52の直径は共に140mm、長さは800mmである。また、第1のロール51の回転数は75min−1、第2のロール52の回転数は55min−1である。第1のロール51の前半部51Aを加熱する熱媒体の温度は140℃、第1のロール51の後半部51Bを加熱する熱媒体の温度は70℃である。また、第2のロール52は15℃である。さらに、第1のロール51と第2のロール52とのクリアランスは0.1mmであり、原料供給量は5kg/hである。
Here, both the diameter of the
このように混練処理された後に冷却して得られた混練塊をカッターミルで粗粉砕した。 The kneaded mass obtained by cooling after the kneading treatment was coarsely pulverized by a cutter mill.
図8は、微細化粉砕処理装置の構成図である。続いて、図8に示す微細化粉砕装置60によって体積平均粒径6μm程度にまで微細化した。微細化粉砕装置60は、表面に凹凸を有し高速回転する円筒状の回転体61と、回転体61の外側に0.5mm〜40mmの間隙を存して嵌装され、回転体と中心軸を共有する表面に凹凸を有する円筒状の固定体62とから構成される粉砕処理部63を備える。
FIG. 8 is a configuration diagram of the fine pulverization processing apparatus. Then, it refined | miniaturized to about 6 micrometers of volume average particle diameters with the refinement | pulverization grinding |
微細化粉砕装置60による微細化処理では、混練物を粗粉砕によりメッシュ径約5mmをパスした被粉砕物71が、定量供給機72から投入され、その後、冷却器73から供給される冷却エアー74により粉砕処理部63の供給口75に送られる。被粉砕物71は、粉砕処理部63において、回転体61と固定体62との間隙に搬送され、高速回転する回転体61と固定体62の間に発生する高速気流の流動に伴って、相互に強い衝突を繰り返すことにより粉砕される。得られた粉砕物80は、粉砕処理部63の排出口76から排出され、粗粉分級機81を経てサイクロン82に送られ、最終的に補集容器83に回収される。粗粉分級機81においては、粗い粒子が再処理経路84を経由して、冷却エアー74により再び粉砕処理部63の供給口75に送られる。
In the refinement process by the refinement and
上記粉砕処理は、回転体61の周速は130m/s、回転体61と固定体62の間隙は1.5mm、原料供給量は3kg/h、冷却エアー74の温度は0.5℃、排出部温度は40℃の条件で実施した。
In the pulverization process, the peripheral speed of the
(着色樹脂粒子への微粒子の添加)
着色樹脂粒子と表示粒子と無機微粒子またはシリコーン微粒子とを混合し、当該無機微粒子またはシリコーン微粒子を着色樹脂粒子に静電的に付着させる外添処理を行った。外添処理は、ヘンシェルミキサ(三井鉱山社製FM20B)を使用し、攪拌羽根Z0S0型、回転数2200min−1、処理時間4min、投入量1kgの条件で実施した。
(Addition of fine particles to colored resin particles)
The colored resin particles, the display particles, and the inorganic fine particles or the silicone fine particles were mixed, and an external addition treatment for electrostatically attaching the inorganic fine particles or the silicone fine particles to the colored resin particles was performed. The external addition process was performed using a Henschel mixer (FM20B manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) under the conditions of a stirring blade Z0S0 type, a rotational speed of 2200 min −1 , a processing time of 4 min, and an input amount of 1 kg.
(表面改質処理)
図9は、表面改質処理装置の構成図である。上記無機微粒子が静電的に付着した着色樹脂粒子に対する熱風による表面改質処理は、図9に示す表面改質処理装置90を用いて実施した。表面改質処理では、微粒子が付着した着色樹脂粒子91は、定量供給機92から投入され、粒子用配管111を通して圧縮空気93により粒子の分散手段である分散ノズル94(図10参照)に送られる。分散ノズル94から吐出された着色樹脂粒子91は、熱風発生装置95から熱風用配管112を通して放出される熱風96中に投入される。着色樹脂粒子91は、熱風96中を分散しながら通過し、これにより、表面改質処理され、無機微粒子が着色樹脂粒子に対して強固に固着される。その後、表面改質された表示粒子はフード97内に取り込まれ、サイクロン98に送られた後に回収ボックス99に補集回収される。
(Surface modification treatment)
FIG. 9 is a configuration diagram of the surface modification treatment apparatus. The surface modification treatment with hot air on the colored resin particles to which the inorganic fine particles are electrostatically attached was performed using a surface
図10には、図9中の熱風中に投入される着色樹脂粒子の状態の詳細が示されている。粒子用配管111と熱風用配管112とは同軸の二重管構造になっている。また、熱風用配管112と分散ノズル94との間には、図示しない空隙が設けられており、この空隙に冷水または冷空気を流通させることにより、熱風の熱が粒子に伝わり難くなっている。分散ノズル94は、先端に向けて徐々に細くなる先細り状を呈している。分散ノズル94の前方には、吐出された着色樹脂粒子の整流に供される分散衝突板113が設けられている。
FIG. 10 shows the details of the state of the colored resin particles introduced into the hot air in FIG. The
分散ノズル94の先端から吐出された着色樹脂粒子は、分散衝突板113に衝突し、その衝突面(曲面)に沿って横方向に流れる。その後、着色樹脂粒子は、粒子用配管111の外側に位置する熱風用配管112から吐出される熱風中に突入し、表面改質処理が施される。熱風温度とは、放射される熱風が最初に着色樹脂粒子と衝突する領域での温度であり、予め温度計にて放射される熱風の温度をその領域で測定しておく。
The colored resin particles discharged from the tip of the
分散衝突板113は、着色樹脂粒子の流れを層流状にする役目を果たし、これにより、均一な表面改質処理が可能となり、形状係数の変動係数を小さくできる。一方で、分散衝突板113は、熱風の近くに位置するため、着色樹脂粒子が融着する懸念がある。しかしながら、少なくとも炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理を施された平均粒径3nm〜14nmの無機微粒子を着色樹脂粒子に添加することで、そのような融着が回避可能となる。
The
上記表面改質処理では、フード97内に取り込まれた表面改質された表示粒子に対し、冷却器101から発生される冷却空気102により冷却処理を施すことが好ましい。この冷却空気102による急速冷却により処理の状態を安定化させることができる。冷却空気102の風量は処理量に応じて適宜設定することができる。表示粒子が熱風で処理される位置から冷却空気が当てられる地点までの距離は、処理量により定められるが、一般に10〜100cm、好ましくは20〜80cmである。冷却空気102の温度は、特に限定されないが、10℃以下が好ましい。また、別法として、水冷による方法、配管の周囲に冷却された固体物(ドライアイス等)を配置する方法等を用いることもできる。
In the surface modification process, it is preferable that the surface-modified display particles taken into the
上記表面改質処理は、熱風風量が1.0Nm3/min(風圧5×104Pa)、分散ノズル94の原料供給分散風量が0.5Nm3/min(風圧3×104Pa)、供給量が1kg/hで処理を行った。この熱風による処理は、着色樹脂粒子の球形化を促進させることを目的とする。熱風による処理では、結着樹脂の軟化点よりも180〜300℃高い温度の熱風を用いた。
In the surface modification treatment, the hot air flow rate is 1.0
熱風風量は、風圧3〜5×104Paで0.35〜1.0Nm3/minが好適な範囲であり、また、原料供給分散風量は、風圧1〜3×104Paで、0.05〜0.5Nm3/minが好適な範囲である。また、熱風風量と原料供給分散風量の比は10:1〜4:1の範囲が好ましい。原料供給分散風量に対する熱風96の風量が大き過ぎると被処理粒子がはじかれて均一な処理が困難となる。また、熱風風量に対する原料供給分散風量が大き過ぎると被処理粒子が熱風中を横切り均一な処理が困難となる。
Hot air volume, 0.35~1.0Nm 3 / min in
なお、熱風発生装置95としては、プロパンガス等により加熱されるヒータを使用したが、これに限らず、熱風を発生できるものであればよい。
In addition, although the heater heated with propane gas etc. was used as the
<画像表示媒体の評価>
(初期特性)
<Evaluation of image display media>
(Initial characteristics)
上記構成の画像表示媒体に対し、駆動電圧(白色粒子と黒色粒子を入れ替えて白黒表示を行なう際に、電極間に印加する電圧)特性の評価(駆動電圧とコントラストの関係の評価)を行った。 Evaluation of drive voltage (voltage applied between electrodes when white and black particles are switched to perform black and white display) characteristics (evaluation of relationship between drive voltage and contrast) was performed on the image display medium having the above configuration. .
評価を行なう前に、表面基板と背面基板との電極間に交番電圧を予め印加して画像表示媒体の初期化を行なった。交番電圧は、波形が矩形波であり、周波数は100Hz、波形のpeakとpeak間の電圧は200V、印加時間は500msとした。その後、表面基板と背面基板との電極間に一定の直流電圧を印加し、その電圧値において極性を反転させた際の黒色/白色表示時の反射画像濃度を測定することにより駆動電圧特性の評価を行った。 Prior to the evaluation, an alternating voltage was applied in advance between the electrodes of the front substrate and the rear substrate to initialize the image display medium. The alternating voltage has a rectangular waveform, a frequency of 100 Hz, a voltage between the peak and peak of the waveform of 200 V, and an application time of 500 ms. After that, a constant DC voltage is applied between the electrodes on the front substrate and the rear substrate, and the drive voltage characteristics are evaluated by measuring the reflected image density during black / white display when the polarity is reversed at the voltage value. Went.
具体的には、表面基板側の列電極の電位を0Vとすると共に、背面基板側の行電極の電位を+250Vとして黒色を表示させ、マクベス濃度計を用いて反射画像濃度を測定する。次に、列電極の電位は0Vのまま行電極の電位を−250Vとして白色を表示させ、マクベス濃度計を用いて反射画像濃度を測定する。 Specifically, the potential of the column electrode on the front substrate side is set to 0 V, the potential of the row electrode on the rear substrate side is set to +250 V, black is displayed, and the reflected image density is measured using a Macbeth densitometer. Next, the potential of the column electrode is kept at 0 V, the potential of the row electrode is set to −250 V, white is displayed, and the reflected image density is measured using a Macbeth densitometer.
次に、行電極の電位を+225Vとして黒色を表示した場合と、行電極の電位を−225Vとして白色を表示した場合との反射画像濃度をそれぞれ測定する。 Next, the reflection image density is measured when black is displayed with the potential of the row electrode being + 225V and when white is displayed with the potential of the row electrode being −225V.
その後は、同様に25Vステップで電圧値を低減しながら反射画像濃度測定を行い、黒色/白色の反転表示を行なわなくなるまでこれらの測定を継続する。 Thereafter, the reflected image density measurement is similarly performed while reducing the voltage value in 25V steps, and these measurements are continued until the black / white inversion display is not performed.
以上の測定により画像表示媒体の駆動電圧特性を把握した上で、行電極に±100Vを印加して黒色または白色表示した場合の反射画像濃度IDb、IDwを用いて、次の(式8)で表される駆動電圧100VにおけるコントラストCを算出する。 Based on the above measurement, the drive voltage characteristics of the image display medium are grasped, and ± 100 V is applied to the row electrode to display black or white, and using the reflected image densities IDb and IDw, the following (Expression 8) The contrast C at the represented drive voltage 100V is calculated.
C=10(−IDw) /10(−IDb)・・・(式8) C = 10 (−IDw) / 10 (−IDb) (Equation 8)
(繰り返し表示特性)
上記構成の画像表示媒体に対し、繰返し表示試験を実施した。繰返し表示試験では、表面基板側の列電極の電位を0V、背面基板側の行電極の電位を+100Vとして黒色表示を行い、次に、列電極の電位を0Vのまま行電極の電位を−100Vとして白色表示を行なう。
(Repetitive display characteristics)
A repeated display test was performed on the image display medium having the above configuration. In the repeated display test, black display is performed by setting the potential of the column electrode on the front substrate side to 0 V and the potential of the row electrode on the rear substrate side to +100 V, and then the potential of the row electrode is set to −100 V with the column electrode potential kept at 0 V. As a white display.
このような表示切替動作を200,000回繰り返した後、駆動電圧100Vにて黒色、白色表示した場合の反射画像濃度IDb、IDwを測定し、コントラストCを評価した。200,000回の繰返し表示は、行電極に周波数10Hz、波形のpeakとpeak間の電圧200Vの矩形波交番電界を340分印加することにより行った。 After such display switching operation was repeated 200,000 times, the reflection image densities IDb and IDw when black and white were displayed at a driving voltage of 100 V were measured, and the contrast C was evaluated. Repeated display 200,000 times was performed by applying a rectangular wave alternating electric field having a frequency of 10 Hz and a voltage of 200 V between the peak and peak of the waveform to the row electrode for 340 minutes.
<表示粒子の評価>
表6、表7及び表8には上述の表面改質処理を行った表示粒子のサンプルの特性を示す。括弧内は着色樹脂粒子100重量部に対する無機微粒子の配合重量部を示す。表6では、表示粒子母体Noと、表示粒子母体に含まれる着色樹脂粒子No、その着色樹脂粒子の使用する樹脂のガラス転移点(Tgr(℃))、軟化点(Tmr(℃))、及び無機微粒子とその平均粒径を示す。表7では、熱風温度(℃)、結着樹脂の軟化点Tmr(℃)、Tsmr(℃)(熱風温度(℃)と結着樹脂の軟化点Tmr(℃)との温度差)を示す。表8では、着色樹脂粒子の形状係数(SF)、その形状係数の変動係数、着色樹脂粒子の体積平均粒径とその変動係数を示す。
<Evaluation of display particles>
Tables 6, 7 and 8 show the characteristics of the display particle samples subjected to the above-described surface modification treatment. The values in parentheses indicate the weight parts of inorganic fine particles based on 100 parts by weight of colored resin particles. In Table 6, the display particle matrix No, the colored resin particles No included in the display particle matrix, the glass transition point (Tgr (° C)) of the resin used by the colored resin particles, the softening point (Tmr (° C)), and The inorganic fine particles and the average particle diameter are shown. Table 7 shows the hot air temperature (° C.), the softening point Tmr (° C.) and Tsmr (° C.) of the binder resin (temperature difference between the hot air temperature (° C.) and the softening point Tmr (° C.) of the binder resin). Table 8 shows the shape factor (SF) of the colored resin particles, the variation coefficient of the shape factor, the volume average particle diameter of the colored resin particles and the variation coefficient thereof.
表9には、シリコーン微粒子の特性を示す。 Table 9 shows the characteristics of the silicone fine particles.
シリコーン微粒子は、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社のシリコーン微粒子を好適に使用できる。TSP5、TSP6及びtsp7は、シリコーン微粒子をアミノシランにより処理したものである。シリコーン微粒子は、着色樹脂粒子の表面に無機微粒子が固着した表示粒子母体と混合することにより、当該表示粒子母体に付着させる。条件は上述のFM20Bを使用した場合と同じである。 As the silicone fine particles, silicone fine particles of Momentive Performance Materials can be suitably used. TSP5, TSP6, and tsp7 are obtained by treating silicone fine particles with aminosilane. The silicone fine particles are adhered to the display particle matrix by mixing with the display particle matrix having the inorganic fine particles fixed on the surface of the colored resin particles. The conditions are the same as when using the above-described FM 20B.
表10には、表示粒子母体とシリコーン微粒子とを混合した表示粒子の組成を示す。各表示粒子について、シリコーン微粒子Noとその配合量、無機微粒子Noとその配合量、表示粒子の静嵩密度がそれぞれ示されている。 Table 10 shows the composition of the display particles obtained by mixing the display particle matrix and the silicone fine particles. For each display particle, the silicone fine particle No and its blending amount, the inorganic fine particle No and its blending amount, and the static bulk density of the display particle are shown.
表11には、上記サンプルを画像表示媒体に封入して前述した方法で画像表示特性を評価した結果を示す。340分間におけるコントラストCの推移を観察した。 Table 11 shows the results of evaluating the image display characteristics by the above-described method after the sample is sealed in an image display medium. The transition of contrast C for 340 minutes was observed.
表示粒子DHW1、DHW2、DHW3、DHW4、DHW5、DHB9,DHB10、DHB11においては、球形化が進行し、形状係数及びその変動係数も小さい値を示した。また、分散衝突板への融着もほとんど生じていない。 In the display particles DHW1, DHW2, DHW3, DHW4, DHW5, DHB9, DHB10, and DHB11, spheroidization progressed, and the shape factor and its variation coefficient also showed small values. Also, there is almost no fusion to the dispersion impingement plate.
また、表示特性においても、白色粒子と黒色粒子を組合せたDHW1とDHB8、DHW2とDHB9、DHW3とDHB8、DHW4とDHB9、DHW5とDHB10は、繰り返しの画像表示において、隔壁周辺部への付着残が少なく、白黒のコントラストは9以上を維持して低下が少ない特性を示した。また初期特性に関し、白粒子と黒粒子が移動を開始して画像形成が可能となるときの駆動電圧は、50Vと低い値を示した。また、表示素子のセル内に表示粒子を充填する際に、セル内への充填が短時間で行え、セル間での充填にバラツキも少なかった。 Also, in the display characteristics, DHW1 and DHB8, DHW2 and DHB9, DHW3 and DHB8, DHW4 and DHB9, and DHW5 and DHB10, which are a combination of white particles and black particles, are not adhered to the periphery of the partition wall in repeated image display. The contrast of black and white was maintained at 9 or more, and the decrease was small. Regarding the initial characteristics, the driving voltage when white particles and black particles started to move and image formation was possible was as low as 50V. Further, when the display particles are filled in the cells of the display element, the cells can be filled in a short time, and there is little variation in filling between the cells.
しかしながら、dhw6とdhb12は、コントラストがやや低下し、また表示素子のセル内に表示粒子を充填する際に、セル内への充填にやや時間を要し、またセル間での充填量にややバラツキがあった。 However, the contrast between dhw6 and dhb12 is slightly reduced, and it takes some time to fill the cells in the display element when filling the display particles, and the amount of filling between the cells varies slightly. was there.
また、dhw7とdhb13、dhw8とdhb14では、白粒子と黒粒子が移動を開始して画像形成が可能となるときの駆動電圧は、100〜125Vと高い値を示し、また、コントラストが低く、繰り返しの劣化が早く起こった。また、セル内への表示粒子の充填の際、セル内への充填に時間を要し、またセル間での充填量にバラツキが多かった。 In dhw7 and dhb13 and dhw8 and dhb14, the driving voltage when white particles and black particles start to move and image formation is possible shows a high value of 100 to 125 V, and the contrast is low, so that Degradation occurred quickly. Further, when filling the display particles into the cells, it takes time to fill the cells, and there are many variations in the filling amount between the cells.
本発明について実施例を含む特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。上記実施形態に示した本発明に係る表示粒子およびその製造方法ならびに表示粒子を用いた画像表示媒体の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。 Although this invention was demonstrated based on specific embodiment containing an Example, these embodiment is an illustration to the last and this invention is not limited by these embodiment. Not all of the components of the display particles according to the present invention, the manufacturing method thereof, and the image display medium using the display particles shown in the above embodiments are necessarily essential, and at least as long as they do not depart from the scope of the present invention. It is possible to select.
本発明に係る表示粒子およびその製造方法ならびに表示粒子を用いた画像表示媒体は、電子ブック、電子新聞等の情報伝達媒体、デジタルサイネージ、電子黒板等のメッセンジャーボード、ICカード等上の表示部などに好適に用いられる。 The display particles according to the present invention, the manufacturing method thereof, and the image display medium using the display particles include information transmission media such as electronic books and electronic newspapers, messenger boards such as digital signage and electronic blackboards, and display units on IC cards and the like. Is preferably used.
1 画像表示装置
2 表面シート
3 背面シート
4 間隙
5 表示粒子群
7 隔壁
8 セル
10 画像表示媒体
11 表面基板
12 列電極
13 誘電体膜
21 背面基板
22 行電極
23 誘電体膜
31 樹脂ドライフィルム
32 露光マスク
50 定量供給機
51 第1のロール
52 第2のロール
60 微細化粉砕装置
63 粉砕処理部
81 粗粉分級機
90 表面改質処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
負帯電性の第1表示粒子と、
前記第1表示粒子とは異なる色を有する正帯電性の第2表示粒子と、
平均粒径が0.8μm〜4.5μmであり且つ当該粒径の変動係数が14以下であるシリコーン微粒子と
を含むことを特徴とする表示粒子。 The display particle group includes a pair of substrates having translucency, at least one of which is disposed so as to face each other, and a display particle group having a predetermined charging characteristic sealed between the substrates, and applying an electric field between the substrates. Display particles used in an image display medium that displays an image by moving
Negatively chargeable first display particles;
Positively chargeable second display particles having a color different from that of the first display particles;
A display particle comprising: silicone fine particles having an average particle size of 0.8 μm to 4.5 μm and a coefficient of variation of the particle size of 14 or less.
前記表示粒子は、負帯電性の第1表示粒子および当該第1表示粒子とは異なる色を有する正帯電性の第2表示粒子を含み、
前記第1表示粒子に関し、
少なくとも結着樹脂と着色剤とを含む着色樹脂粒子を生成する工程と、
前記着色樹脂粒子の表面に、少なくとも炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンで表面処理された平均粒径3nm〜14nmの無機微粒子を付着させる工程と、
前記無機微粒子が付着した前記着色樹脂粒子に対し、前記結着樹脂の軟化点よりも180〜300℃高い温度の熱風による表面処理を施すことにより、当該着色樹脂粒子の表面に前記無機微粒子を固着させる工程と、
前記無機微粒子を固着させた前記着色樹脂粒子の表面に、平均粒径が0.8〜4.5μmであり且つ当該粒径の変動係数が14以下であるアミノシランにより処理されたシリコーン微粒子を付着させる工程と
を含むことを特徴とする表示粒子の製造方法。 The display particle group includes a pair of substrates having translucency, at least one of which is disposed so as to face each other, and a display particle group having a predetermined charging characteristic sealed between the substrates, and applying an electric field between the substrates. A method for producing display particles used in an image display medium that displays an image by moving
The display particles include negatively chargeable first display particles and positively chargeable second display particles having a color different from that of the first display particles.
Regarding the first display particles,
Producing colored resin particles containing at least a binder resin and a colorant;
Attaching inorganic fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 14 nm, which is surface-treated with alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, on the surface of the colored resin particles;
The inorganic resin particles adhere to the surface of the colored resin particles by subjecting the colored resin particles to which the inorganic particles have adhered to the surface of the colored resin particles by subjecting the colored resin particles to surface treatment with hot air at a temperature 180 to 300 ° C. higher than the softening point of the binder resin. A process of
Silicone fine particles treated with aminosilane having an average particle size of 0.8 to 4.5 μm and a variation coefficient of the particle size of 14 or less are attached to the surface of the colored resin particles to which the inorganic fine particles are fixed. And a process for producing display particles.
前記表示粒子は、負帯電性の第1表示粒子および当該第1表示粒子とは異なる色を有する正帯電性の第2表示粒子を含み、
前記第2表示粒子に関し、
少なくとも結着樹脂と着色剤とを含む着色樹脂粒子を生成する工程と、
前記着色樹脂粒子の表面に、少なくとも炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルシラザンと、アミン系カップリング剤とによって表面処理された平均粒径3nm〜14nmの無機微粒子を付着させる工程と、
前記無機微粒子が付着した前記着色樹脂粒子に対し、前記結着樹脂の軟化点よりも180〜300℃高い温度の熱風による表面処理を施すことにより、当該着色樹脂粒子の表面に前記無機微粒子を固着させる工程と、
前記無機微粒子を固着させた前記着色樹脂粒子の表面に、平均粒径が0.8〜4.5μmであり且つ当該粒径の変動係数が14以下であるシリコーン微粒子を付着させる工程と
を含むことを特徴とする表示粒子の製造方法。 The display particle group includes a pair of substrates having translucency, at least one of which is disposed so as to face each other, and a display particle group having a predetermined charging characteristic sealed between the substrates, and applying an electric field between the substrates. A method for producing display particles used in an image display medium that displays an image by moving
The display particles include negatively chargeable first display particles and positively chargeable second display particles having a color different from that of the first display particles.
Regarding the second display particles,
Producing colored resin particles containing at least a binder resin and a colorant;
On the surface of the colored resin particles, inorganic fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 14 nm which are surface-treated with an alkyltrialkoxysilane or alkylsilazane having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms and an amine coupling agent are attached. A process of
The inorganic resin particles adhere to the surface of the colored resin particles by subjecting the colored resin particles to which the inorganic particles have adhered to the surface of the colored resin particles by subjecting the colored resin particles to surface treatment with hot air at a temperature 180 to 300 ° C. higher than the softening point of the binder resin. A process of
A step of attaching silicone fine particles having an average particle diameter of 0.8 to 4.5 μm and a coefficient of variation of the particle diameter of 14 or less to the surface of the colored resin particles to which the inorganic fine particles are fixed. A method for producing display particles characterized by the above.
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