JP2004070083A - Method for producing two-color rotating particles - Google Patents
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Abstract
【課題】ほぼ真球状で、１００μｍ以下の均一な粒子径を有し、２色の境界線の直線性が良好で外観特性に優れた２色回転粒子を、高収率で、簡便かつ安価に製造できる２色回転粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】色相および誘電性液体中における帯電特性がともに異なる熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）をそれぞれ含有するインキ（Ａ）および（Ｂ）を用い、印刷版を使用して重ね刷りして、インキ（Ａ）および（Ｂ）の塗膜が積層された積層インキ塗膜細片を得、これを加熱処理して球形化することにより２色回転粒子を製造する。
【選択図】なしA two-color rotating particle having a substantially spherical shape, a uniform particle diameter of 100 μm or less, a good linearity of a boundary line of two colors, and excellent appearance characteristics can be obtained at a high yield, easily and inexpensively. Provided is a method for producing two-color rotating particles that can be produced.
A printing plate is used using inks (A) and (B) containing thermoplastic resin coloring compositions (A) and (B) having different hue and charging characteristics in a dielectric liquid, respectively. Overprinting is performed to obtain a laminated ink coating film strip on which the coating films of the inks (A) and (B) are laminated, and this is heat-treated to be spherical to produce two-color rotating particles.
[Selection diagram] None
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子回転型ディスプレイに使用するための、色相と誘電性液体中における帯電特性がともに異なる二つの部分が境界面で接して球形形状を形成している２色回転粒子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型表示装置は表示のための照明を必要とせず、消費電力が少ないことから、近年、案内表示などの看板掲示、パーソナルコンピュータ用の一時出力表示、移動体通信装置や携帯端末用の表示、広告、電子書籍等の表示装置などの分野に、液晶ディスプレイを始め、電気泳動ディスプレイや粒子回転型ディスプレイなど多くの開発が試みられている。中でも、電気泳動ディスプレイや粒子回転型ディスプレイは、液晶ディスプレイのような偏光フィルムを使用しないので明るい画面を提供できる。特に、粒子回転型ディスプレイは、表示画像のメモリー機能を有し、表示のための駆動電圧に閾値を有することから単純マトリックスでも表示ができるなど、他の表示装置にはない利点を有している。たとえば反射型表示装置に用いられる粒子回転型ディスプレイに関して、米国特許第５，２６２，０９８号明細書や、特開平６−２２６８７５号公報には、粒子回転型ディスプレイの主要構成部材である、色相と誘電性液体中における帯電特性がともに異なる２色回転粒子を回転ディスクを用いて製造する方法と、そのための装置が記載されている。
【０００３】
また、たとえば特開平１１−８５０６７号公報、特開平１１−８５０６８号公報、あるいは特開平１１−８５０６９号公報には、球形粒子表面の半分を着色する方法が記載され、特開平１−２８２５８９号公報には、色相と誘電性液体中での帯電特性がともに異なる２層構造の積層シートを粉砕した後、熱風等により加熱球形化する方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の回転ディスクを用いる方法では、回転ディスクの上表面および下表面にそれぞれ液体を供給し、遠心力によってディスクの中心軸からエッジへ向かう方向へ移動させ、エッジからボール状の液滴となって飛散させることによって粒子化するので、ディスクの回転ムラ、偏心等によってエッジにおける曳糸が不安定になる部分が発生し、適当な液滴生成が行われずに粒子の合体などを通じて巨大粒子が生成しやすく、１００μｍ以下の均一な粒子径を有する２色回転粒子を安定的に得ることができない。その結果、良質な２色回転粒子の収率が約３０％と極めて低いという問題点を有する。２色回転粒子の粒子径が１００μｍを超えると、これを使用したディスプレイの解像度が低く、高い駆動電圧が必要となり、応答速度も遅くなるという問題点がある。
【０００５】
一方、球形粒子表面の半分を着色する方法では、真球状の２色回転粒子が得られず、該粒子の回転時に立体的な障害を受けやすくなり、結果的にこれを使用したディスプレイの表示品質が大きく低下する。
また色相と誘電性液体中での帯電特性がともに異なる２層構造の積層シートを粉砕した後、熱風等により加熱球形化する方法では、使用できる材料が粉砕可能な固くて脆い材料に制約されてしまう上に、衝撃式粉砕機やジェット粉砕機などによって得られる粉砕微粒子は、粒子径や形状が不均一なものとなり加熱球形化によって得られる２色回転粒子は、大きな粒子径分布を示すとともに、２色の境界線の直線性が損なわれる等、外観特性が著しく低下する。
【０００６】
上記のように、従来の技術はそれぞれ実用上重大な問題点を抱えている。
本発明は、ほぼ真球状で、１００μｍ以下の均一な粒子径を有し、２色の境界線の直線性が良好で外観特性に優れた２色回転粒子を、高収率で、簡便かつ安価に製造できる２色回転粒子の製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）を含有するインキ（Ａ）と、該熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）とは色相と誘電性液体中における帯電特性が異なる熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）を含有するインキ（Ｂ）を、印刷版を使用して重ね刷りすることによって、インキ（Ａ）の塗膜とインキ（Ｂ）の塗膜が積層された積層インキ塗膜細片を得る積層インキ塗膜細片形成工程と、該積層インキ塗膜細片を加熱処理することによって球形化する加熱処理工程を有する２色回転粒子の製造方法を提供することによって上記課題を解決した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、積層インキ塗膜細片は、インキ（Ａ）の塗膜とインキ（Ｂ）の塗膜が積層されたものであり、２色回転粒子の前駆体となるものである。
２色回転粒子を使用した表示装置は、該２色回転粒子の粒子径が小さいほど高精細な表示が可能となるが、本発明の方法により１００μｍ以下の均一な粒子径を有する２色回転粒子を収率良く得るためには、積層インキ塗膜細片を形成するインキ（Ａ）の塗膜およびインキ（Ｂ）の塗膜の平均乾燥塗膜厚がともに３〜３０μｍの範囲にあり、かつインキ（Ａ）の塗膜およびインキ（Ｂ）の塗膜の塗膜面積、すなわち塗膜の平面形状の面積が２０〜９００００（μｍ）２の範囲にあるのが好ましい。インキ（Ａ）の塗膜およびインキ（Ｂ）の塗膜の平均乾燥塗膜厚と塗膜面積が上記の範囲をはずれると、得られる２色回転粒子の粒子径が１００μｍ以下の範囲から外れ易くなる。
【０００９】
積層インキ塗膜細片におけるインキ（Ａ）とインキ（Ｂ）との塗膜体積比率は、それぞれの塗膜を形成する際に塗膜の厚さを変えることにより容易に変化させ得るが、本発明においては、２色回転粒子を形成する熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）の層と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）層の体積が同一であることが好ましく、そのためには、積層インキ塗膜細片におけるインキ（Ａ）の塗膜とインキ（Ｂ）の塗膜の、乾燥塗膜厚が同一であることが好ましい。
積層インキ塗膜細片の外形は、後述する加熱処理工程によって球形化が可能であればよく、特に限定されないが、好ましくは円柱形である。また、インキ（Ａ）の塗膜とインキ（Ｂ）の塗膜とは、平面形状が互いに同一で、塗膜面積も互いに同一であることが好ましく、好ましい平面形状は円形である。
【００１０】
本発明の２色回転粒子の製造方法において、積層インキ塗膜細片形成工程の好適な一実施形態は次の工程を有する。
（１）基体上に、前記インキ（Ａ）を印刷することによって、互いに同一の平均乾燥塗膜厚、同一の面積、および同一の平面形状を有する複数の画素を形成する工程、
（２）該画素を形成しているインキ（Ａ）の塗膜を乾燥する工程、
（３）前記（２）の工程後、前記インキ（Ａ）の塗膜からなる画素上に、乾燥後に、該画素と同一の平均乾燥塗膜厚、同一の面積、および同一の平面形状となるように、前記インキ（Ｂ）を印刷する工程、
（４）印刷されたインキ（Ｂ）の塗膜を乾燥する工程、および
（５）前記（４）の工程後、前記インキ（Ａ）の塗膜と前記インキ（Ｂ）の塗膜とからなる積層インキ塗膜細片を前記基体から剥離する工程。
【００１１】
本発明においては、積層インキ塗膜細片を、印刷版を使用した重ね刷り、すなわち印刷法によって形成する。印刷法は、大量に安価で高速に安定した品質の印刷物を作製できるという特徴を有することから、本発明による製造方法では、印刷法を用いて２色回転粒子の前駆体を形成することにより、安定した品質の２色回転粒子を高収率で、容易にかつ安価に製造することができる。
【００１２】
本発明において使用する印刷方式は、印刷版を用いて２色回転粒子の前駆体となり得る積層インキ塗膜細片を形成できるものであれば特に限定されないが、厚いインキ塗膜の形状を精度よく複製できるスクリーン印刷方式が最も適している。以下に、スクリーン印刷法によって２色回転粒子を製造する方法について説明する。
【００１３】
スクリーン印刷に使用する印刷版には、メタルマスクが適している。メタルマスクを使用してスクリーン印刷を行うことにより、インキ塗膜の厚さを数ミクロン（μｍ）から百ミクロン以上の広い範囲で精密に制御でき、微小な画素形状、たとえば画素の平面形状が円形であれば、直径が数ミクロンから数百ミクロンまでの円形の画素を精密に形成することができる。したがって、本発明において、メタルマスクを使用したスクリーン印刷を用いることにより、百ミクロン以下の均一な粒子径を有する２色回転粒子を安定して大量に製造することができる。
【００１４】
図１および図２は、積層インキ塗膜細片形成工程において好適に用いられる、スクリーン印刷用のメタルマスクの例を示したもので、図１は要部斜視図であり、図２は全体の平面図である。この例のメタルマスクは、金属板２に多数の円柱形の穴１が所定の間隔で設けられたものである。かかるメタルマスクを使用してスクリーン印刷を行うことにより、穴１の内面形状と同じ外面形状を有する画素が得られる。画素の平面形状、すなわち穴１の平面形状は、この例では円形であるが、すべての画素が同一形状であればよく、円形以外の平面形状とすることができる。メタルマスクは金属板２にスクリーンメッシュ（図示せず）を貼り合わせた周知の形態としてもよいが、画素のサイズと形状が均一な印刷物を再現性よく複製し、重ね刷りにおける位置精度を高めるためには、図１に示すような、金属板２に円柱形の穴１を多数設けただけのメタルマスクを使用するのが好ましい。
図１，２において、符号３は印字領域、４はフレーム、５はフレームとメタルマスク本体を繋げる部材であるコンビネーション、６は位置決めのためのマーカ、７は非印字領域をそれぞれ示す。
【００１５】
メタルマスクは、製版方法によってサブトラクティブメタルマスク、アディティブメタルマスク、レーザーメタルマスク、あるいはフッ素メタルマスクなどに分類され、本発明においてはいずれも使用することができるが、高い印刷精度を得るためには、フォトリソグラフィー法と電鋳法を組み合わせたアディティブメタルマスクが好適である。
最終的に得られる２色回転粒子の粒子径は、おもにメタルマスクに設けられた穴１の平面形状の面積とメタルマスクの厚さに依存する。図１に示すような金属板２に円柱形の穴１を多数設けただけのメタルマスクを使用する場合は、金属板２の厚さがメタルマスクの厚さに相当する。
本発明において使用するメタルマスクの厚さは、１０〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましいのは１０〜１００μｍ、最も好ましいのは１０〜５０μｍである。厚さが１０μｍ未満の場合は、メタルマスクの耐刷性が低く、１５０μｍを超えるとインキの抜けが悪くなる。
【００１６】
インキ（Ａ）およびインキ（Ｂ）を重ね刷りする基体は、表面が平滑で、熱伸縮係数が小さく、耐熱性の高い材料を用いたものであればよく、具体的には、アルミニウム、ステンレスなどの金属板、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミドなどのプラスチックシート、ガラス板、セラミック板などを挙げることができる。
【００１７】
基体は、インキ（Ａ）およびインキ（Ｂ）の塗膜を乾燥後に得られる積層インキ塗膜細片を容易に剥離し得るような離型性の表面を有することが好ましい。このような離型性の表面を有する基体としては、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素樹脂系のプラスチックシート、または上記金属板、プラスチックシート、ガラス板、あるいはセラミック板の表面にフッ素樹脂、シリコーン樹脂、またはオレフィン系離型剤などからなる剥離層を設けたものが挙げられる。
【００１８】
以下、本発明において使用するインキの好ましい実施形態を示す。インキは、印刷方式によってその好ましい組成および物性が異なる場合があり、以下の実施形態はスクリーン印刷を行う場合に特に好適である。
本発明において使用するインキ（Ａ）は、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と溶剤を必須成分として含有し、インキ（Ｂ）は熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）と溶剤を必須成分として含有する。熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）は、いずれも着色剤と熱可塑性樹脂を含有する。
【００１９】
熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）に使用する着色剤としては、公知慣用の顔料や染料を使用することができる。顔料としては、たとえば、アゾ系顔料、ポリ縮合アゾ系顔料、メタルコンプレックスアゾ系顔料、フラバンスロン系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラピリジン系顔料、ピランスロン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、チオインジゴ系顔料、インダンスレン系顔料等の有機顔料、亜鉛華、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、アンチモン白、カーボンブラック、鉄黒、硼化チタン、ベンガラ、マピコエロー、鉛丹、カドミウムエロー、硫化亜鉛、リトポン、硫化バリウム、セレン化カドミウム、硫酸バリウム、クロム酸鉛、硫酸鉛、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、鉛白、アルミナホワイト等の無機顔料が挙げられる。染料としては、たとえば、ニグロシン系染料、フタロシアニン系染料、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キノフタロン系染料、メチン系染料等が挙げられる。
【００２０】
本発明においては、上記顔料または染料を単独で使用することも、二種類以上の顔料若しくは染料を混合して使用することもでき、さらに顔料と染料を混合して使用することもできる。
【００２１】
熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）に使用する熱可塑性樹脂は、スクリーン印刷用インキに広く使用されている公知の熱可塑性の天然樹脂や合成樹脂を使用することができる。具体的には、たとえば、ロジン、ロジンのペンタエリスリトールエステル、ダンマル、セラック、コーパル等の天然樹脂や、アクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、マレイン酸樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、石油樹脂、熱可塑性ポリウレタン等の合成樹脂が挙げられる。これらの他に、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）の熱可塑性を損なわない範囲内で、ニトロセルロース、セルロースアセテート、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、塩化ゴム、環化ゴム、エステルゴム等を添加することもできる。上記樹脂類は、単独もしくは二種類以上を混合して用いることができる。
【００２２】
本発明において、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）のガラス転移温度は６０〜２００℃の範囲内にあるのが好ましく、そのために熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）を構成する熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度が６０〜２００℃の範囲内のものを使用する。熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）のガラス転移温度が、６０℃未満であると得られる２色回転粒子の耐熱性が低いものとなり、また、２００℃を超えると最終工程である加熱処理工程において、熱可塑性樹脂組成物（Ａ）および（Ｂ）中の樹脂成分が分解する恐れが生じる上、該加熱処理工程で高温処理する必要があるのでエネルギーコスト及び製造設備面で不利になる。
【００２３】
熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）とでは、色相と誘電性液体中における帯電特性がともに異なる。
色相については上述した着色剤の中から互いに色相の異なる着色剤をそれぞれ熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）に使用すればよい。たとえば、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）が白色であれば、酸化チタン、硫化亜鉛、アルミナホワイト等を、また熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）が黒色であれば、カーボンブラック、鉄黒、硼化チタン等を使用すればよい。
【００２４】
一方、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の誘電性液体中におけるそれぞれの帯電特性は、下記の方法によって差を設けることができる。
一般に、液体中の粒子は、粒子と液体の間で電荷の授受が行われ、電荷二重層が形成され、粒子は正または負に帯電する。本発明においては、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）が、誘電性液体中に粒子の状態で存在する際に、両者の帯電特性に差をもたせる必要がある。ここで、「帯電特性の差」とは、表面電荷密度の差が０でないことを意味する。すなわち、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）の誘電性液体中における表面電荷密度がプラスｄ（Ｃ／ｍ２）で、熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の誘電性液体中における表面電荷密度がマイナスｄ（Ｃ／ｍ２）である場合、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の誘電性液体中における帯電特性の差は２ｄ（Ｃ／ｍ２）ということになる。熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の誘電性液体中における表面電荷密度の極性は必ずしも異なっている必要はなく、極性が同じであっても両者間の表面電荷密度が異なっていればよい。
【００２５】
このように、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の誘電性液体中における帯電特性が異なる場合、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）との積層体からなる球形粒子は双極子を形成するので、外部電場の電界の向きを変えることによって、球形粒子の向きを変えることができ、粒子回転型ディスプレイの表示が可能となる。そして、両者の帯電特性の差が大きいほど表示の応答速度が速くなる。
【００２６】
本発明においては、たとえば、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）に、それぞれ異なる着色剤あるいは異なる熱可塑性樹脂を配合するだけで、両者の誘電性液体中における表面電荷密度に差をもたせることができる。つまり、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）のいずれか一方が他方と異なった成分を少なくとも一つ含有するだけでも、その表面電荷密度には差が発生するが、帯電特性の差を大きくして表示の応答速度を速くするためには、表面電荷密度の差ができるだけ大きくなるような成分を添加するのが好ましい。このような成分の例としては、たとえば、カリックスアレン誘導体、四級アンモニウム塩化合物、含金属アゾ化合物、アジン化合物、サリチル酸系金属錯体、レシチンなど、一般に広く使われている電荷制御剤が挙げられる。
【００２７】
一般に、球形の２色回転粒子を使用した回転粒子型表示装置においては、該粒子の重心が球心にあるのが好ましい。そのためには、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の少なくともいずれか一方に、比重調整剤を添加することによって、両者の比重を等しくするのが好ましい。比重調整剤としては、比重が比較的大きくて、インク調製時に使用される溶剤に不溶な微粒子状のものが好ましく用いられる。比重調整剤として用いられる微粒子の比重は３．０〜６．０程度が好ましく、粒径が０．０１μｍ〜１．０μｍ程度が好ましい。
【００２８】
たとえば、着色剤以外は同一の成分からなる熱可塑性着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）があり、前者が黒色の着色剤として比重１．９のカーボンブラックを全体の２質量％含有し、後者が白色の着色剤として比重４．１の酸化チタンを全体の２０質量％含有している場合、熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）よりも比重が小さい熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）に、比重の大きいマグネタイト、ヘマタイト、硼化チタン等を比重調整剤として添加して両者の比重を等しくすればよい。この例のように、添加される熱可塑性樹脂着色組成物と同系統の色相を有する比重調整剤を添加するのが好ましい。
逆に、特殊な駆動方式を採用して、球形２色回転粒子の重心を偏心させる必要がある場合にも、比重調整剤を使用してその目的を達成することができる。
【００２９】
本発明において使用する熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および（Ｂ）には、分散剤、体質顔料など公知慣用の添加剤を添加してもよい。
【００３０】
前記インキ（Ａ）またはインキ（Ｂ）は、それぞれ熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）または熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）に、溶剤と各種添加剤を混合して調製する。溶剤としては、一般のスクリーン印刷用インキに使用される溶剤をそのまま使用することができ、具体的には、たとえば、ミネラルスピリットなどの脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレン、＃１５０ソルベントなどの芳香族炭化水素類、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールなどのアルコール類、酢酸−ｎ−ブチルなどのエステル類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル類およびグリコールエーテルエステル類を挙げることができる。これらの溶剤は単独で用いてもよいし、２種類以上混合して使用してもよい。
【００３１】
インキ（Ａ）およびインキ（Ｂ）には、インキにチクソトロピーを付与するシリカ、酸化チタン、カーボンブラック等の超微粒子や、乾燥したインキ塗膜を基体から容易に剥離できるようフッ素系あるいはシリコン系離型剤を添加してもよい。この他、必要に応じて、一般のスクリーン印刷用インキに通常使用される各種添加剤を添加することができる。
【００３２】
熱可塑性樹脂着色組成物、溶剤、および各種添加剤を混合するには、分散攪拌機やビーズミルなど公知慣用の混合装置を使用することができる。
スクリーン印刷により良好な画素形状を作製するためには、インキの２５℃における粘度が５〜５０Ｐａ・ｓであることが好ましい。粘度が５Ｐａ・ｓ未満であると、十分なインキ塗膜厚を得にくく、５０Ｐａ・ｓを超えると版の目詰まりが起こりやすい。
ここで、本明細書におけるインキの２５℃における粘度とは、ＣＡＲＲＩ−ＭＥＤ社製Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ（商品名：ＣＳＬ−１００）を用いて、温度２５℃におけるインキ粘度の周波数特性を測定したときの、周波数１００Ｈｚにおける粘度の値である。
【００３３】
次に、本発明の２色回転粒子の製造方法について図を用いて説明する。
まず、図３に示すように、離型性の表面を有する基体８上にメタルマスク１１をセットする。メタルマスク１１は、例えば図１，２に示したような、金属板２に多数の円柱状の穴１を設けたものを用いることができる。次いで、該メタルマスク１１とスクイージ１０を用いて、インキ（Ａ）９を基体８上にスクリーン印刷する。これより、穴１内にインキ（Ａ）の塗膜１２ａからなる画素が形成される。
次いで、印刷されたインキ（Ａ）の塗膜１２ａを乾燥した後、該塗膜１２ａ上に、インキ（Ａ）９のスクリーン印刷に用いたのと同じ形状のメタルマスク１１をセットする。そのとき、穴１が、インキ（Ａ）の塗膜１２ａからなる画素と重なり合うようにする。そして該メタルマスク１１とスクイージ１０を用いて、インキ（Ｂ）１３をスクリーン印刷する。これより、穴１内にインキ（Ｂ）の塗膜１２ｂが形成され、該塗膜１２ｂを乾燥することによって、インキ（Ａ）の塗膜１２ａからなる画素上にインキ（Ｂ）の塗膜１２ｂが積層された積層インキ塗膜細片１４が得られる。
【００３４】
このようにして基体８上に形成された積層インキ塗膜細片１４を、その形状を破壊しないように基体８から剥離する。剥離方法としては、例えば、図５に示すような超音波による剥離方法を用いることができる。すなわち、前記積層インキ塗膜細片１４（図示略）が設けられた基体８を、該積層インキ塗膜細片１４および基体８を溶解しない媒体１６中に浸積し、外部の超音波振動子１９から媒体１６を介して基体８に超音波振動を与え、基体８から積層インキ塗膜細片１４を剥離する。媒体１６としては、例えば２５℃における粘度が０．６５ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン、２５℃における粘度が１０ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン等が用いられる。
なお、図５中、符号１７は媒体１６を収容する容器、１８は基体８を支持する支持台、２０は超音波振動を伝達するための液体、２１は液体２０を収容するための筐体をそれぞれ示す。超音波振動を伝達するための液体２０としては、例えば、水等が用いられる。
【００３５】
また、このような超音波振動を用いた剥離方法以外にも、基体８上の積層インキ塗膜細片１４を、ドクターブレードを使用して機械的に掻き取る方法、基体８と積層インキ塗膜細片１４の熱伸縮率差を利用し、たとえば液体窒素中に浸積して剥離する方法などがある。
【００３６】
この後、得られた積層インキ塗膜細片１４を加熱処理することによって球形化して２色回転粒子を得る。ここでの加熱処理とは、前記インキ（Ａ）の乾燥塗膜すなわち前記熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と、前記インキ（Ｂ）の乾燥塗膜すなわち前記熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）とからなる積層インキ塗膜細片１４を、該熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）の融解温度と該熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の融解温度の、いずれか高い温度以上に加熱することをいう。積層インキ塗膜細片１４は、加熱処理によって溶融し、表面張力によって球形化する。
【００３７】
本発明においては、積層インキ塗膜細片１４の加熱方法には特に限定はなく、特開平１−２８２５８９号公報に記載されているように熱風によって加熱することもできるが、多量の積層インキ塗膜細片１４を安定的に球形化するためには、図６に例示するような、該積層インキ塗膜細片１４を溶解しない液媒体２２を用い、これを前記熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および前記熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の融解温度のいずれか高い温度以上に加熱し、その中に積層インキ塗膜細片１４を分散させる方法が好ましい。
図６の例では、まず（ａ）に示すように、加熱していない少量の液媒体２２中に、積層インキ塗膜細片１４を分散させて分散液を得る。符号２６ａは容器を示す。これとは別に、（ｂ）に示すように、加熱された液媒体２２を用意しておき、これに前記分散液を加えた後、振とう機２４で振とうすることによって、（ｃ）に示すように、所定の加熱処理温度に加熱された液媒体２２中に積層インキ塗膜細片１４が分散された状態とする。図中符号２６ｂは容器を示す。そして所定の加熱処理時間、振とうを続けることにより、（ｄ）に示すように、液媒体２２中で積層インキ塗膜細片１４が球形化されて２色回転粒子２５となる。
【００３８】
加熱処理条件は、積層インキ塗膜細片１４が溶融した状態での粘度特性や液媒体２２との界面張力、液媒体２２の粘度特性などによって最適な条件を決定する。
加熱処理温度を必要以上に高くしたり、加熱処理時間を必要以上に長くした場合は、得られる２色回転粒子２５を構成する熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）とが、境界面付近で拡散して混色が生じることがある。
熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の融解温度がいずれも９５℃程度以下である場合には、液媒体２２として水を使用することができ、融解温度がこれよりも高い場合には、安全性に優れ、化学的安定性や熱安定性に優れたシリコーンオイルなどを、液媒体２２として使用するのが好ましい。
【００３９】
加熱処理時には、積層インキ塗膜細片１４同士が融着しないように、液媒体中に分散させておくのが好ましく、加熱処理温度において、積層インキ塗膜細片１４の溶融物と液媒体２２との比重差ができるだけ小さくなるようにし、積層塗膜細片１４の融解物が沈降したり浮遊したりしないようにするのが好ましい。そのために、必要に応じて、振とう機２４を用いて振とうするなど、攪拌や振動などを与えて安定した分散状態を維持するのがよい。
【００４０】
積層インキ塗膜細片１４の加熱方法としては、
（１）加熱した液媒体中に積層インキ塗膜細片を投入する方法、
（２）積層インキ塗膜細片を分散した液媒体を加熱する方法
（３）図６の例のように、あらかじめ少量の液媒体中に積層インキ塗膜細片を分散しておき、これを加熱した大量の液媒体中に投入する方法
などがある。積層インキ塗膜細片同士の融着を少なくするという観点からは、（２）、（３）の方法が好ましく、加熱処理時間を短くできるという観点からは、（３）の方法が好ましい。
【００４１】
（２）の方法によれば、
▲１▼積層インキ塗膜細片を分散させた加熱用の液媒体を、あらかじめ熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の融解温度より低い温度に予備加熱して流動させ、
▲２▼該液媒体の流動経路途中に設けた加熱手段によって、加熱処理温度まで加熱して積層インキ塗膜細片を球形化し、
▲３▼その後、該流動経路途中に設けた冷却手段により、前記予備加熱温度まで冷却し、
▲４▼球形化した２色回転粒子と液媒体とを分離し、
▲５▼液媒体は▲１▼の工程へ戻して再利用する
ことで、加熱処理工程を連続的に行うことができる。
【００４２】
いずれの加熱処理方法においても、得られた２色回転粒子を液媒体から分離して取り出す際には、該２色回転粒子の変形や凝集を防ぐために、２色回転粒子が分散した液媒体を、該２色回転粒子を構成する熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の融解温度以下に冷却するのが好ましい。
【００４３】
本発明の製造方法によれば、１０〜１００μｍの均一な粒子径を有し、ほぼ真球状で、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）との境界面の直線性が良好な２色回転粒子が得られるが、少量含まれる巨大粒子や、微細粒子を除去するために、必要に応じて、公知慣用の方法によって分級してもよい。
【００４４】
図７は、２色回転粒子を使用して粒子回転型表示素子を構成した例を示した模式断面図である。
この例の粒子回転型表示素子は、シート状透明樹脂マトリックス２９中に、誘電性液体３１の液胞３０が分散されており、該液胞３０の内部に２色回転粒子２５が回転自由な状態で浮遊している。該シート状透明樹脂マトリックス２９の両面上には、内側面に電極層２８を有する透明フィルム２７，２７が積層されている。少なくとも視認側に設けられる電極層２８は、透明電極であることが必要であり、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜が用いられる。該シート状透明樹脂マトリックス２９を挟む透明電極層２８，２８の一方は接地され、他方は矩形電圧パルスを所定の周期で印加する電界印加手段３２に接続されている。シート状透明樹脂マトリックス２９に印加される電界の方向が変わると２色回転粒子２５の向きが変わり、これによって表示の切り替えが行われる。
シート状透明樹脂マトリックス２９の材料としては、シリコーンゴム、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、アクリル、ウレタンケイ酸塩等が用いられ、誘電性液体３１としてはシリコーンオイル、アルコール、イソパラフィン、トルエン等が好適に用いられる。
【００４５】
２色回転粒子を使用した粒子回転型表示素子の製造方法に関しては、米国特許第４，１４３，１０３号明細書に、２色回転粒子を分散させたシリコーンゴムをシリコーンオイル中に浸積して膨潤させることにより、シリコーンゴムと２色回転粒子の間にシリコーンオイルを充填する方法が記載されている。また、Ａ Ｎｅｗｌｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｂａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，Ｍ． Ｓａｉｔｏｈ ｅｔ．ａｌ．， Ｐｒｏｃ． ｏｆＳＩＤ， Ｖｏｌ．２３／４， １９８２には、トルエン可溶性の樹脂で被覆した２色回転粒子をポリビニルアルコール中に分散、硬化させた後、トルエン中に浸積する方法が記載されており、特開平８−２３４６８６号公報には、界面重合を用いて誘電性液体と２色回転粒子を樹脂膜で覆い、マイクロカプセルを形成し、このマイクロカプセルを透明な樹脂中に分散する方法などが記載されている。
本発明の方法によって製造した２色回転粒子は、これら公知のいずれの方法にも適用可能であり、これらの方法を用いて、例えば図７に示すような構成の粒子回転型表示素子を製造することができる。
【００４６】
このような、２色回転粒子を用いた粒子回転型表示素子は、各種の表示装置に用いられる。粒子回転型表示素子の構成は図７の例に限らず、表示装置の構成に応じて適宜変更可能である。粒子回転型表示素子を搭載した表示装置の例としては交通道路の案内板や標識、パソコンの一時出力表示シート、携帯端末や電話の表示装置、電子ブックや新聞、カタログ、広告用たれ幕やポスター、電子黒板、電子値札、ＰＯＰ表示シート、電子チケット、パソコン等が挙げられる。
【００４７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。特に断らない限り、「部」および「％」はいずれも質量を基準とする。
【００４８】
＜インキの調製＞
（調製例１）
着色剤として三菱化学株式会社製カーボンブラック（商品名：＃４５Ｌ）１．０６部、結着樹脂となる熱可塑性樹脂としてガラス転移温度が１３５℃の星光化学株式会社製スチレン−アクリル酸共重合体（商品名：ハイロスＭＳ−２０３６）４３．３５部、添加剤として戸田工業製株式会社製ヘマタイト（商品名：ＨＳＢ−６０３Ｒｘ）８．５９部、および富士シリシア化学株式会社製シリカ微粒子（商品名：ＳＹＬＹＳＩＡ３１０Ｐ）０．５部からなる熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ１）に、溶剤として東邦化学工業株式会社製ジエチレングリコールモノブチルエーテル（商品名：ハイソルブＤＢ）４６．５部を加え、分散攪拌機で混合してインキ（Ａ１）を調製した。
【００４９】
（調整例２）
着色剤として石原産業株式会社製酸化チタン（商品名：ＣＲ−６０−２）１０．６部、結着樹脂となる熱可塑性樹脂として前記スチレン−アクリル酸共重合体（ハイロスＭＳ−２０３６）３９．７６部、添加剤としてオリエント化学工業株式会社製カレックスアレン誘導体（商品名：ＢＯＮＴＲＯＮ Ｆ−２１）２．６６部、および前記シリカ微粒子（ＳＹＬＹＳＩＡ３１０Ｐ）０．５部からなる熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ１）に、溶剤として前記ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ハイソルブＤＢ）４６．４８部を加え、調製例１と同様にしてインキ（Ｂ１）を調製した。
インキ（Ａ１）とインキ（Ｂ１）の２５℃における粘度を、ＣＡＲＲＩ−ＭＥＤ製Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ（商品名：ＣＳＬ−１００）を用いて測定した結果、インキ（Ａ１）では１０Ｈｚで２２Ｐａ・ｓ、１００Ｈｚで２０Ｐａ・ｓ、インキ（Ｂ１）では１０Ｈｚで２５Ｐａ・ｓ、１００Ｈｚで２０Ｐａ・ｓであった。
【００５０】
＜２色回転粒子の製造＞
（実施例１）
表面にシリコン系離型剤層を設けたパナック株式会社製ポリエステルフィルム（商品名：ＳＰ−ＰＥＴ−０３−Ｂｕ）に、直径１５０μｍの複数の円形開口部を有する厚さ２０μｍのニッケル製メタルマスクを用いて、インキ（Ａ１）をスクリーン印刷した。印刷されたインキ（Ａ１）の塗膜を５５℃で熱風乾燥した。
次いで、インキ（Ａ１）の乾燥塗膜上に、形状が重なるようにメタルマスクを位置合わせし、上記インキ（Ａ１）の場合と同様にしてインキ（Ｂ１）をスクリーン印刷した。インキ（Ｂ１）の塗膜を乾燥させて積層インキ塗膜細片を形成した。
【００５１】
次に、インキ（Ａ１）とインキ（Ｂ１）の積層インキ塗膜細片を有する基体を、信越化学工業株式会社製シリコーンオイル（商品名：ＫＦ９６Ｌ−０．６５ｃｓ）中に浸漬し、超音波を照射して積層インキ塗膜細片を基体から剥離した。得られた積層インキ塗膜細片を、信越化学工業株式会社製シリコーンオイル（商品名：ＫＦ９６−１０ｃｓ）中に分散させ、積層インキ塗膜細片が損傷しないように撹拌した後濾別した。
【００５２】
得られた積層インキ塗膜細片２部を、信越化学工業株式会社製高粘度シリコーンオイル（商品名：ＫＦ９６−３００ｃｓ）９８部に分散した。この分散液１２．５部を、温度１６５℃に加熱した前記高粘度シリコーンオイル（商品名：ＫＦ９６−３００ｃｓ）１８７．７部に加え、振とう機を用いて振とう周期毎分１００回で１分間振とうした。次いで、処理液を、２５℃の高粘度シリコーンオイル（商品名：ＫＦ９６−３００ｃｓ）１５０部と混合した後放冷し、ほぼ真球に近い球形の２色回転粒子を得た。
【００５３】
得られた２色回転粒子を前記シリコーンオイル（商品名：ＫＦ９６Ｌ−０．６５ｃｓ）中に分散させ、２色回転粒子が損傷しないように撹拌した後、６０μｍと８０μｍのステンレス製スクリーンメッシュを用いて分級することにより、平均粒子径が６６μｍの２色回転粒子を約９０％の収率で得た。下記の方法で測定した該２色回転粒子の粒子径分布は狭く（標準偏差１３μｍ以下）、顕微鏡で観察した結果、ほぼ半球状の白色部分と黒色部分が境界面で接して球形形状をなしており、白色部分と黒色部分の境界面は直線的であり外観特性に優れていた。
【００５４】
＜２色回転粒子の粒子径分布測定方法＞
０．０２ｇの２色回転粒子を１０ｃｍ３サンプル瓶に入れ、ベックマンコールター株式会社製界面活性剤（商品名：イソクリーン）およびベックマンコールター株式会社製電解液（商品名：アイソトンＩＩ）各３ｇを添加し、超音波分散器で５分間撹拌し、粒子が均一に分散した粒子径分布測定用試料を得た。ベックマンコールター株式会社製粒子径分布測定装置（商品名：マルチサイザーＩＩＩ）を使用し、直径２００μｍのカウンターチューブを用いて上記粒子径分布測定用試料を環流させて５００００個の球の粒子径分布を測定した。得られた粒子径分布データより平均粒子径、標準偏差を算出した。
【００５５】
＜粒子回転型表示素子の作製＞
上記で得られた２色回転粒子を用いて図７に示す構成の粒子回転型表示素子を作製した。
まず５０体積部の２色回転粒子２５と、室温で架橋反応して固化する信越化学工業株式会社製２液性ＲＴＶシリコーンゴム（商品名：ＫＥ１０９）の２液を所定量の割合で混合した液状シリコーンゴム５０体積部とを、均一状態になるまで撹拌して混合した。減圧下に１時間放置して混合物中に存在する気体を除去した後、ギャップ２００μｍのブレードを用い、ポリテトラフルオロエチレンフィルム上にシート状に塗布し、室温で４８時間放置して硬化させた。こうして得られたシート状透明樹脂マトリックス２９をポリテトラフルオロエチレンフィルムとともに、誘電性液体である東レダウコーニングシリコーン株式会社製シリコーンオイル（商品名：ＳＨ２００）に浸漬し、１２時間放置してシート状透明樹脂マトリックス２９を該シリコーンオイルで膨潤させた後、ポリテトラフルオロエチレンフィルムから剥離した。これにより、内部にシリコーンオイル３１の液胞３０が分散されており、該液胞３０内で２色回転粒子２５が浮遊しているシート状透明樹脂マトリックス２９を得た。このようにして作製した厚さ２１０μｍのシート状透明樹脂マトリックス２９の両面に、酸化インジウムスズを蒸着して透明電極層２８を設けた透明フィルム２７を、透明電極層２８が内側となるように密着させて表示素子を作製した。該表示素子の、一方の透明電極層２８を接地するとともに、他方の透明電極層２８を電界印加手段３２に接続して±１５０Ｖの矩形電圧パルスを１Ｈｚの周期で印加した。印加電圧の電界方向の変化に同期して、白と黒が交互に表示された。このとき白表示の光学反射率は２０％、黒表示では３％であった。
【００５６】
（実施例２）
実施例１における、直径１５０μｍの円形開口部を有するメタルマスクの代わりに、直径５０μｍの円形開口部を有するメタルマスクを用いたこと以外は、実施例１記載の方法と同様にして、平均粒子径が２７μｍ２色回転粒子を９５％の収率で得た。
【００５７】
得られた２色回転粒子の粒子径分布は狭く（標準偏差５μｍ以下）、外観特性に優れていた。
この２色回転粒子を用い、実施例１と同様にして、厚さ２１０μｍのシート状透明樹脂マトリックス２９作製し、透明電極層２８，２８および透明フィルム２７，２７を設けて表示素子を作成した。一方の透明電極層２８を接地し、他方の透明電極層２８に±５０Ｖの矩形電圧パルスを０．５Ｈｚの周期で印加した。印加電圧の電界方向の変化に同期して、白と黒が交互に表示された。このとき白表示の光学反射率は１８％、黒表示では２％であった。
【００５８】
実施例１および２の結果から、本発明の製造方法によって得られる２色回転粒子は、粒子径分布が狭く、ほぼ真球形であり、外観特性に優れた１００μｍ径以下の微小な２色回転粒子であり、本発明によれば、かかる優れた特性有する２色回転粒子を高収率で、容易にかつ安価に製造することができる。また該２色回転粒子を使用して回転粒子型表示素子を構成することにより、解像度や応答性などに優れた高品質の表示性能を示す回転粒子型表示素子が得られることが確認された。
【００５９】
（付記）本発明の好ましい形態を以下に列記する。
▲１▼ 色相および誘電性液体中における帯電特性がともに異なる熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）とが、境界面で接して球形形状を形成している２色回転粒子の製造方法であって、熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）を含有するインキ（Ａ）と、熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）を含有するインキ（Ｂ）とを、印刷版を使用して重ね刷りすることによって、インキ（Ａ）の塗膜とインキ（Ｂ）の塗膜が積層された積層インキ塗膜細片を得る積層インキ塗膜細片形成工程と、該積層インキ塗膜細片を加熱処理することによって球形化する加熱処理工程を有することを特徴とする２色回転粒子の製造方法。
▲２▼ 前記印刷版がスクリーン印刷用のメタルマスクである前記▲１▼に記載の２色回転粒子の製造方法。
▲３▼ 前記熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）および前記熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）それぞれのガラス転移温度が６０〜２００℃であり、前記インキ（Ａ）および前記インキ（Ｂ）それぞれの２５℃における粘度が５〜５０Ｐａ・ｓである前記▲１▼に記載の２色回転粒子の製造方法。
▲４▼ 前記加熱処理工程において、前記積層インキ塗膜細片を、該積層インキ塗膜細片を溶解しない液媒体であって、前記熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）の融解温度と前記熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）の融解温度のいずれか高い方の温度以上に加熱された液媒体中に分散させることによって、前記積層インキ塗膜細片を球形化する前記▲１▼に記載の２色回転粒子の製造方法。
▲５▼ 前記積層インキ塗膜細片を形成するインキ（Ａ）の塗膜およびインキ（Ｂ）の塗膜それぞれの、平均乾燥塗膜厚が３〜３０μｍであり、塗膜面積が２０〜９００００（μｍ）２である前記▲１▼に記載の２色回転粒子の製造方法。
▲６▼ 前記積層インキ塗膜細片形成工程が、少なくとも、（１）基体上に、前記インキ（Ａ）を印刷することによって、互いに同一の平均乾燥塗膜厚、同一の面積、および同一の平面形状を有する複数の画素を形成する工程、（２）該画素を形成しているインキ（Ａ）の塗膜を乾燥する工程、（３）前記（２）の工程後、前記インキ（Ａ）の塗膜からなる画素上に、乾燥後に、該画素と同一の平均乾燥塗膜厚、同一の面積、および同一の平面形状となるように、前記インキ（Ｂ）を印刷する工程、（４）印刷されたインキ（Ｂ）の塗膜を乾燥する工程、および（５）前記（４）の工程後、前記インキ（Ａ）の塗膜と前記インキ（Ｂ）の塗膜とからなる積層インキ塗膜細片を前記基体から剥離する工程を有する前記▲１▼に記載の２色回転粒子の製造方法。
▲７▼ 前記基体が、離型性の表面を有する基体である前記▲６▼に記載の２色回転粒子の製造方法。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、色相と誘電性液体中における帯電特性がともに異なる熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）と熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）とが境界面で接して球形形状を形成している２色回転粒子を、印刷版を用いた重ね刷り法によって製造するため、２色回転粒子を、高収率で、簡便かつ安価に大量生産できる。本発明によれば、ほぼ真球状で、１００μｍ以下の均一な粒子径を有し、２色の境界線の直線性が良好で外観特性に優れた２色回転粒子が安定して得られ、該２色回転粒子を使用して、解像度や応答性に優れた高品質の表示素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るメタルマスクの例の要部を拡大して示す斜視図である。
【図２】本発明に係るメタルマスクの例を示す平面図である。
【図３】本発明に係るインク（Ａ）をスクリーン印刷する工程の例を示す断面図である。
【図４】本発明に係るインク（Ｂ）をスクリーン印刷する工程の例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る積層インキ塗膜細片を基体から剥離する工程の例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る加熱処理工程の例を工程順に示した図で（ａ）は積層インキ塗膜細片を少量の液媒体に分散させる工程、（ｂ）は積層インキ塗膜細片を加熱された液媒体中に加える工程、（ｃ）は積層インキ塗膜細片が分散された液媒体を振とうする工程、（ｄ）は積層インキ塗膜細片を球形化する工程をそれぞれ示す。
【図７】２色回転粒子を使用して粒子回転型表示素子を構成した例を示した模式断面図である。
【符号の説明】
８ 基体
９ インキ（Ａ）
１１ メタルマスク
１２ａ インキ（Ａ）の塗膜
１２ｂ インキ（Ｂ）の塗膜
１３ インキ（Ｂ）
１４ 積層インキ塗膜細片
１９ 超音波振動子
２５ ２色回転粒子
２７ 透明フィルム
２８ 電極層
２９ シート状透明樹脂マトリックス
３０ 液胞
３１ 誘電性液体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing two-color rotating particles for use in a particle rotating display, in which two parts having different hue and different charging characteristics in a dielectric liquid are in contact with each other at a boundary surface to form a spherical shape. .
[0002]
[Prior art]
Reflective display devices do not require illumination for display and consume less power, so in recent years, signage displays such as guide displays, temporary output displays for personal computers, displays for mobile communication devices and mobile terminals, In the field of display devices such as advertisements and electronic books, many developments such as liquid crystal displays, electrophoretic displays and particle rotating displays have been attempted. Above all, electrophoretic displays and particle rotating displays can provide bright screens because they do not use polarizing films like liquid crystal displays. In particular, the particle rotating display has a memory function of a display image, and has an advantage not found in other display devices, such as being able to display even a simple matrix since it has a threshold for the driving voltage for display. . For example, with respect to a particle rotating type display used in a reflection type display device, U.S. Pat. No. 5,262,098 and JP-A-6-226875 disclose hue and color, which are main components of the particle rotating type display. A method for producing two-color rotating particles having different charging characteristics in a dielectric liquid using a rotating disk and an apparatus therefor are described.
[0003]
Also, for example, JP-A-11-85067, JP-A-11-85068, or JP-A-11-85069 describes a method of coloring half of the surface of a spherical particle, and JP-A-1-282589. Describes a method of pulverizing a laminated sheet having a two-layer structure having different charging characteristics in a hue and a dielectric liquid, and then heating the resultant into a spherical shape with hot air or the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method using the rotating disk, the liquid is supplied to the upper surface and the lower surface of the rotating disk, respectively, and is moved in the direction from the center axis of the disk to the edge by centrifugal force, and the ball-shaped droplet is removed from the edge. Since the particles are formed by being scattered, the thread becomes unstable at the edges due to uneven rotation of the disk, eccentricity, etc., and large particles are formed through the coalescence of particles without proper droplet generation. Rotational two-color particles having a uniform particle diameter of 100 μm or less are not easily obtained. As a result, there is a problem that the yield of high-quality two-color rotating particles is extremely low at about 30%. When the particle diameter of the two-color rotating particles exceeds 100 μm, there is a problem that the resolution of the display using the particles is low, a high driving voltage is required, and the response speed is slow.
[0005]
On the other hand, in the method of coloring half of the surface of a spherical particle, a true spherical two-color rotating particle cannot be obtained, and the particle tends to be sterically hindered when the particle is rotated. Greatly decreases.
In the method of pulverizing a two-layer laminated sheet having different charging characteristics in a hue and a dielectric liquid, and then heating and spheroidizing with hot air or the like, the usable material is limited to a crushable hard and brittle material. In addition, the pulverized fine particles obtained by an impact type pulverizer or a jet pulverizer have non-uniform particle diameters and shapes, and the two-color rotating particles obtained by heating and spheroidizing have a large particle size distribution, The appearance characteristics are remarkably deteriorated, for example, the linearity of the boundary line between the two colors is impaired.
[0006]
As described above, each of the conventional techniques has a serious problem in practical use.
The present invention provides a two-color rotating particle having a substantially spherical shape, a uniform particle diameter of 100 μm or less, excellent linearity of a boundary between two colors, and excellent appearance characteristics, in a high yield, easily and inexpensively. It is an object of the present invention to provide a method for producing two-color rotating particles that can be produced at a high speed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an ink (A) containing a thermoplastic resin coloring composition (A), and a thermoplastic resin coloring composition having different hues and charging characteristics in a dielectric liquid from the thermoplastic resin coloring composition (A). The ink (B) containing the product (B) is overprinted using a printing plate, so that a lamination of the ink (A) coating film and the ink (B) coating film is obtained. The above problem was solved by providing a method for producing two-color rotating particles having a laminated ink coated film strip forming step of obtaining a laminated ink coated film strip, and a heat treatment step of heat-treating the laminated ink coated film strip to obtain spherical particles. .
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, the laminated ink coating film strip is obtained by laminating a coating film of the ink (A) and a coating film of the ink (B), and is a precursor of the two-color rotating particles.
In the display device using the two-color rotating particles, the smaller the particle size of the two-color rotating particles, the higher the definition can be displayed. In order to obtain a high yield, the average dry coating thickness of both the coating film of the ink (A) and the coating film of the ink (B) forming the laminated ink coating film strip is in the range of 3 to 30 μm, and The coating area of the coating film of the ink (A) and the coating film of the ink (B), that is, the area of the planar shape of the coating film is 20 to 90000 (μm) 2 Is preferably in the range. When the average dry coating thickness and the coating area of the coating film of the ink (A) and the coating film of the ink (B) deviate from the above ranges, the particle diameter of the obtained two-color rotating particles tends to deviate from the range of 100 μm or less. Become.
[0009]
The coating volume ratio of the ink (A) and the ink (B) in the laminated ink coating film strip can be easily changed by changing the thickness of the coating film when forming each coating film. In the present invention, it is preferable that the layer of the thermoplastic resin coloring composition (A) forming the two-color rotating particles and the layer of the thermoplastic resin coloring composition (B) have the same volume. It is preferable that the coating film of the ink (A) and the coating film of the ink (B) in the film strip have the same dry coating film thickness.
The outer shape of the laminated ink coating film strip is not particularly limited as long as it can be formed into a sphere by a heat treatment step described later, and is preferably a columnar shape. Further, the coating film of the ink (A) and the coating film of the ink (B) preferably have the same planar shape and the same coating film area, and the preferred planar shape is a circle.
[0010]
In the method for producing two-color rotating particles of the present invention, a preferred embodiment of the lamination ink coating film strip forming step includes the following steps.
(1) forming a plurality of pixels having the same average dry coating thickness, the same area, and the same planar shape by printing the ink (A) on a substrate;
(2) drying the coating film of the ink (A) forming the pixel;
(3) After the step (2), on the pixel made of the coating film of the ink (A), after drying, the pixel has the same average dry coating film thickness, the same area, and the same plane shape as the pixel. Printing the ink (B),
(4) drying the coating film of the printed ink (B), and
(5) After the step (4), a step of peeling the laminated ink coating film strip composed of the coating film of the ink (A) and the coating film of the ink (B) from the substrate.
[0011]
In the present invention, the laminated ink coating film strip is formed by overprinting using a printing plate, that is, a printing method. Since the printing method has a feature that a large amount of inexpensive, high-speed and stable quality printed matter can be produced, the manufacturing method according to the present invention forms the precursor of the two-color rotating particles using the printing method, It is possible to easily and inexpensively produce stable-quality two-color rotating particles in high yield.
[0012]
The printing method used in the present invention is not particularly limited as long as it can form a laminated ink coating strip that can be a precursor of two-color rotating particles using a printing plate. A screen printing method that can be duplicated is most suitable. Hereinafter, a method for producing two-color rotating particles by a screen printing method will be described.
[0013]
A metal mask is suitable for a printing plate used for screen printing. By performing screen printing using a metal mask, the thickness of the ink coating film can be precisely controlled in a wide range from several microns (μm) to over 100 microns, and the pixel shape, for example, the planar shape of the pixel is circular. In this case, a circular pixel having a diameter of several microns to several hundred microns can be precisely formed. Therefore, in the present invention, by using screen printing using a metal mask, it is possible to stably mass-produce two-color rotating particles having a uniform particle diameter of 100 microns or less.
[0014]
1 and 2 show an example of a metal mask for screen printing, which is preferably used in a lamination ink coating film strip forming step. FIG. 1 is a perspective view of a main part, and FIG. It is a top view. In the metal mask of this example, a large number of
1 and 2,
[0015]
Metal masks are classified into subtractive metal masks, additive metal masks, laser metal masks, and fluorine metal masks according to the plate making method, and any of them can be used in the present invention. An additive metal mask obtained by combining a photolithography method and an electroforming method is preferable.
The particle diameter of the finally obtained two-color rotating particles mainly depends on the area of the plane shape of the
The thickness of the metal mask used in the present invention is preferably from 10 to 150 μm, more preferably from 10 to 100 μm, and most preferably from 10 to 50 μm. When the thickness is less than 10 μm, the printing durability of the metal mask is low.
[0016]
The substrate on which the ink (A) and the ink (B) are overprinted may be made of a material having a smooth surface, a small thermal expansion coefficient, and a high heat resistance, and specifically, aluminum, stainless steel, etc. Metal plates, plastic sheets such as polyester, polycarbonate, and polyimide, glass plates, and ceramic plates.
[0017]
The substrate preferably has a releasable surface such that strips of the laminated ink coating obtained after drying the coating of the ink (A) and the ink (B) can be easily peeled off. Examples of the substrate having such a releasable surface include, for example, a fluororesin-based plastic sheet such as polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, or the above metal plate, plastic sheet, Examples thereof include a glass plate or a ceramic plate provided with a release layer made of a fluorine resin, a silicone resin, an olefin-based release agent, or the like on the surface.
[0018]
Hereinafter, preferred embodiments of the ink used in the present invention will be described. The preferred composition and physical properties of the ink may differ depending on the printing method, and the following embodiments are particularly suitable for performing screen printing.
The ink (A) used in the present invention contains a thermoplastic resin coloring composition (A) and a solvent as essential components, and the ink (B) contains a thermoplastic resin coloring composition (B) and a solvent as essential components. I do. Each of the thermoplastic resin coloring compositions (A) and (B) contains a colorant and a thermoplastic resin.
[0019]
As the colorant used in the thermoplastic resin coloring compositions (A) and (B), known and commonly used pigments and dyes can be used. Examples of the pigment include azo pigments, polycondensed azo pigments, metal complex azo pigments, flavanthrone pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthrapyridine pigments, pyranthrone pigments, and dioxazine pigments. Organic pigments such as pigments, perylene pigments, perinone pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, thioindigo pigments, indanthrene pigments, zinc white, titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, antimony white, carbon Black, iron black, titanium boride, red iron oxide, mapico yellow, lead red, cadmium yellow, zinc sulfide, lithopone, barium sulfide, cadmium selenide, barium sulfate, lead chromate, lead sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, lead white, Inorganic pigments such as alumina white And the like. Examples of the dye include a nigrosine dye, a phthalocyanine dye, an azo dye, an anthraquinone dye, a quinophthalone dye, and a methine dye.
[0020]
In the present invention, the above-mentioned pigments or dyes can be used alone, or two or more kinds of pigments or dyes can be mixed and used, and further, a pigment and a dye can be mixed and used.
[0021]
As the thermoplastic resin used in the thermoplastic resin coloring compositions (A) and (B), known thermoplastic natural resins and synthetic resins widely used in screen printing inks can be used. Specifically, for example, natural resins such as rosin, pentaerythritol ester of rosin, dammar, shellac, copal, etc., acrylic resins, polystyrene, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, styrene- (meth) acrylic acid Synthetic resins such as ester copolymers, maleic acid resins, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, polyesters, petroleum resins, and thermoplastic polyurethanes are exemplified. Besides these, nitrocellulose, cellulose acetate, ethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, chlorinated rubber, cyclized rubber, ester rubber, etc. are used as long as the thermoplasticity of the thermoplastic resin colored compositions (A) and (B) is not impaired. Can also be added. The above resins can be used alone or in combination of two or more.
[0022]
In the present invention, the glass transition temperatures of the thermoplastic resin coloring compositions (A) and (B) are preferably in the range of 60 to 200 ° C., and therefore, the thermoplastic resin coloring compositions (A) and (B) The one having a glass transition temperature in the range of 60 to 200 ° C is used as the thermoplastic resin constituting the above. If the glass transition temperature of the thermoplastic resin colored compositions (A) and (B) is less than 60 ° C., the heat resistance of the two-color rotating particles obtained is low, and if it exceeds 200 ° C., it is the final step. In the heat treatment step, the resin components in the thermoplastic resin compositions (A) and (B) may be decomposed, and the heat treatment step requires high temperature treatment, which is disadvantageous in terms of energy cost and production equipment. Become.
[0023]
The hue and the charging characteristics in the dielectric liquid are different between the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B).
Regarding the hue, colorants having different hues from among the above-mentioned colorants may be used for the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B), respectively. For example, if the thermoplastic resin coloring composition (A) is white, titanium oxide, zinc sulfide, alumina white, etc., and if the thermoplastic resin coloring composition (B) is black, carbon black, iron black, Titanium boride or the like may be used.
[0024]
On the other hand, the charging characteristics of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) in the dielectric liquid can be made different by the following method.
Generally, particles in a liquid transfer charges between the particles and the liquid to form a charge double layer, and the particles are positively or negatively charged. In the present invention, when the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) are present in the dielectric liquid in the form of particles, it is necessary to provide a difference in the charging characteristics between the two. is there. Here, the “difference in charging characteristics” means that the difference in surface charge density is not zero. That is, the surface charge density of the thermoplastic resin colored composition (A) in the dielectric liquid is plus d (C / m 2 ), The surface charge density of the thermoplastic resin colored composition (B) in the dielectric liquid is minus d (C / m 2 ), The difference between the charging characteristics of the thermoplastic resin colored composition (A) and the thermoplastic resin colored composition (B) in the dielectric liquid is 2d (C / m 2 )It turns out that. The polarities of the surface charge densities in the dielectric liquid of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) do not necessarily have to be different. The charge densities need only be different.
[0025]
As described above, when the charging properties of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) in the dielectric liquid are different, the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition Since the spherical particles formed of the laminate with the object (B) form a dipole, the direction of the spherical particles can be changed by changing the direction of the electric field of the external electric field, and the display of the particle rotating display can be performed. Become. The larger the difference between the two charging characteristics, the faster the display response speed.
[0026]
In the present invention, for example, only a different coloring agent or a different thermoplastic resin is blended into the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B), respectively. A difference can be provided in the surface charge density. That is, even if any one of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) contains at least one component different from the other, a difference occurs in the surface charge density. However, in order to increase the difference in charging characteristics and increase the response speed of display, it is preferable to add a component that makes the difference in surface charge density as large as possible. Examples of such components include generally used charge control agents such as calixarene derivatives, quaternary ammonium salt compounds, metal-containing azo compounds, azine compounds, salicylic acid-based metal complexes, and lecithin.
[0027]
Generally, in a rotating particle type display device using spherical two-color rotating particles, it is preferable that the center of gravity of the particles is located at the spherical center. For that purpose, it is preferable to add a specific gravity adjusting agent to at least one of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) so that the specific gravities of the two are equalized. As the specific gravity adjusting agent, fine particles having a relatively large specific gravity and insoluble in a solvent used at the time of preparing the ink are preferably used. The specific gravity of the fine particles used as the specific gravity adjusting agent is preferably about 3.0 to 6.0, and the particle diameter is preferably about 0.01 μm to 1.0 μm.
[0028]
For example, there are a thermoplastic coloring composition (A) and a thermoplastic resin coloring composition (B) composed of the same components except for the coloring agent, and the former uses carbon black having a specific gravity of 1.9 as a black coloring agent. When the latter contains 20% by mass of titanium oxide having a specific gravity of 4.1 as a white colorant, the thermoplastic resin coloring composition having a smaller specific gravity than the thermoplastic resin coloring composition (B) Magnetite, hematite, titanium boride, or the like having a large specific gravity may be added to the product (A) as a specific gravity adjusting agent so that the specific gravities of the two are equalized. As in this example, it is preferable to add a specific gravity adjuster having the same hue as the thermoplastic resin coloring composition to be added.
Conversely, even when it is necessary to employ a special driving method to decenter the center of gravity of the spherical two-color rotating particles, the purpose can be achieved by using the specific gravity adjusting agent.
[0029]
Known and customary additives such as dispersants and extender pigments may be added to the thermoplastic resin coloring compositions (A) and (B) used in the present invention.
[0030]
The ink (A) or the ink (B) is prepared by mixing a solvent and various additives with the thermoplastic resin coloring composition (A) or the thermoplastic resin coloring composition (B), respectively. As the solvent, those used in general screen printing inks can be used as they are, and specifically, for example, aromatic hydrocarbons such as mineral spirits, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, # 150 solvent, etc. Group hydrocarbons, alcohols such as ethyl alcohol, isopropyl alcohol and n-butyl alcohol, esters such as n-butyl acetate, ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone and isophorone, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether Glycol ethers such as diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate DOO, diethylene glycol monoethyl ether acetate, can be mentioned glycol esters and glycol ether esters such as diethylene glycol monobutyl ether acetate. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more.
[0031]
The ink (A) and the ink (B) include ultrafine particles of silica, titanium oxide, carbon black, etc., which impart thixotropy to the ink, or a fluorine-based or silicon-based release agent which can easily peel a dried ink coating film from a substrate. A molding agent may be added. In addition, various additives commonly used in general screen printing inks can be added as needed.
[0032]
In order to mix the thermoplastic resin coloring composition, the solvent, and various additives, a known and commonly used mixing apparatus such as a dispersion stirrer or a bead mill can be used.
In order to produce a good pixel shape by screen printing, the viscosity of the ink at 25 ° C. is preferably 5 to 50 Pa · s. When the viscosity is less than 5 Pa · s, it is difficult to obtain a sufficient ink film thickness, and when the viscosity exceeds 50 Pa · s, clogging of the plate tends to occur.
Here, the viscosity of the ink at 25 ° C. in the present specification refers to the frequency characteristic of the ink viscosity at a temperature of 25 ° C. measured using a Controlled Stress Rheometer (trade name: CSL-100) manufactured by CARRI-MED. , The viscosity at a frequency of 100 Hz.
[0033]
Next, the method for producing two-color rotating particles of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as shown in FIG. 3, a
Next, after the printed
[0034]
The laminated ink
In FIG. 5,
[0035]
In addition to such a peeling method using ultrasonic vibration, a method of mechanically scraping the laminated ink
[0036]
Thereafter, the obtained laminated ink
[0037]
In the present invention, the method for heating the laminated ink
In the example of FIG. 6, first, as shown in FIG. 6A, the laminated ink
[0038]
The optimum heat treatment conditions are determined according to the viscosity characteristics of the laminated ink
When the heat treatment temperature is unnecessarily high or the heat treatment time is unnecessarily long, the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (the B) may be diffused near the boundary surface to cause color mixing.
When both the melting temperature of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the melting temperature of the thermoplastic resin coloring composition (B) are about 95 ° C. or less, water can be used as the
[0039]
At the time of the heat treatment, it is preferable to disperse in the liquid medium so that the laminated ink coating film strips 14 do not fuse with each other. It is preferable to minimize the difference in specific gravity from the above, so that the melt of the laminated
[0040]
As a heating method of the laminated ink
(1) a method in which a laminated ink coating film strip is put into a heated liquid medium,
(2) A method of heating a liquid medium in which the laminated ink coating film particles are dispersed
(3) As shown in the example of FIG. 6, a method in which the laminated ink coating film flakes are dispersed in a small amount of a liquid medium in advance, and are poured into a large amount of a heated liquid medium.
and so on. The methods (2) and (3) are preferable from the viewpoint of reducing the fusion between the laminated ink coating film pieces, and the method (3) is preferable from the viewpoint that the heat treatment time can be shortened.
[0041]
According to the method (2),
{Circle around (1)} The heating liquid medium in which the laminated ink coating film pieces are dispersed is preliminarily heated to a temperature lower than the melting temperature of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B). And let it flow
{Circle around (2)} By heating means provided in the middle of the flow path of the liquid medium, the laminate is heated to a heat treatment temperature to make the laminated ink coating film spheroid,
(3) After that, cooling is performed to the preheating temperature by cooling means provided in the middle of the flow path,
(4) Separating the spherical two-color rotating particles and the liquid medium,
(5) The liquid medium is returned to the step (1) for reuse.
Thus, the heat treatment step can be performed continuously.
[0042]
In any of the heat treatment methods, when separating and removing the obtained two-color rotating particles from the liquid medium, the liquid medium in which the two-color rotating particles are dispersed is used in order to prevent deformation and aggregation of the two-color rotating particles. It is preferable to cool below the melting temperature of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) constituting the two-color rotating particles.
[0043]
According to the production method of the present invention, it has a uniform particle size of 10 to 100 μm, is substantially spherical, and has a boundary surface between the thermoplastic resin colored composition (A) and the thermoplastic resin colored composition (B). Although two-color rotating particles having good linearity can be obtained, the particles may be classified by a known and commonly used method, if necessary, in order to remove large particles and fine particles contained in a small amount.
[0044]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a particle rotating type display element is configured using two-color rotating particles.
In the particle rotating type display element of this example,
As the material of the sheet-like transparent resin matrix 29, silicone rubber, polyester, epoxy, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polycarbonate, acrylic, urethane silicate, or the like is used. As the
[0045]
Regarding a method of manufacturing a particle rotating type display element using two-color rotating particles, U.S. Pat. No. 4,143,103 discloses that a silicone rubber in which two-color rotating particles are dispersed is immersed in silicone oil. A method of filling silicone oil between silicone rubber and two-color rotating particles by swelling is described. In addition, A Newly developed Electrical Twisting Ball Display, M.A. Saitoh et. al. , Proc. of SID, Vol. 23/4, 1982 describes a method in which two-color rotating particles coated with a toluene-soluble resin are dispersed and cured in polyvinyl alcohol, and then immersed in toluene. The publication describes a method in which a dielectric liquid and two-color rotating particles are covered with a resin film using interfacial polymerization to form microcapsules, and the microcapsules are dispersed in a transparent resin.
The two-color rotating particles produced by the method of the present invention can be applied to any of these known methods, and a particle rotating display element having a structure as shown in FIG. 7 is produced by using these methods. be able to.
[0046]
Such a particle rotating type display element using two-color rotating particles is used for various display devices. The configuration of the particle rotation type display element is not limited to the example of FIG. 7 and can be changed as appropriate according to the configuration of the display device. Examples of the display device equipped with the particle rotating display element include information boards and signs for traffic roads, temporary output display sheets for personal computers, display devices for mobile terminals and telephones, electronic books and newspapers, catalogs, advertising banners and posters, Examples include an electronic blackboard, an electronic price tag, a POP display sheet, an electronic ticket, and a personal computer.
[0047]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Unless otherwise specified, all “parts” and “%” are based on mass.
[0048]
<Preparation of ink>
(Preparation Example 1)
1.06 parts of carbon black (trade name: # 45L) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation as a coloring agent, and a styrene-acrylic acid copolymer manufactured by Hoshiko Chemical Co., Ltd. having a glass transition temperature of 135 ° C. as a thermoplastic resin serving as a binder resin 43.35 parts (trade name: Hiros MS-2036), 8.59 parts of hematite (trade name: HSB-603Rx) manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., and silica fine particles (trade name: Fuji Silysia Chemical Ltd.) as additives. (SYLYSIA310P) 46.5 parts of diethylene glycol monobutyl ether (trade name: Hisolve DB) manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd. as a solvent was added to 0.5 parts of the thermoplastic resin coloring composition (A1), and mixed with a dispersion stirrer. Ink (A1) was prepared.
[0049]
(Adjustment example 2)
10.6 parts of titanium oxide (trade name: CR-60-2) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. as a coloring agent, and the styrene-acrylic acid copolymer (HIROS MS-2036) as a thermoplastic resin serving as a binder resin A thermoplastic resin coloring composition (B1) comprising 76 parts, 2.66 parts of a curex allene derivative (trade name: BONTRON F-21) manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd. as an additive, and 0.5 parts of the silica fine particles (SYLYSIA310P). ) Was added with 46.48 parts of the above-mentioned diethylene glycol monobutyl ether (Hisolve DB) as a solvent, and an ink (B1) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1.
The viscosity of the ink (A1) and the ink (B1) at 25 ° C. was measured using a Controlled Stress Rheometer (trade name: CSL-100) manufactured by CARRI-MED. And 20 Pa · s at 10 Hz and 20 Pa · s at 100 Hz for the ink (B1).
[0050]
<Production of two-color rotating particles>
(Example 1)
On a polyester film (trade name: SP-PET-03-Bu) manufactured by Panac Co., Ltd. having a silicon release agent layer on the surface, a nickel metal mask having a thickness of 20 μm and having a plurality of circular openings with a diameter of 150 μm was provided. The ink (A1) was screen printed. The printed coating film of the printed ink (A1) was dried with hot air at 55 ° C.
Next, a metal mask was positioned on the dried coating film of the ink (A1) so as to overlap the shape, and the ink (B1) was screen-printed in the same manner as in the case of the ink (A1). The coating film of the ink (B1) was dried to form a laminated ink coating film strip.
[0051]
Next, the substrate having the laminated ink coating film strip of the ink (A1) and the ink (B1) is immersed in silicone oil (trade name: KF96L-0.65cs) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Irradiation peeled off the laminated ink coating strip from the substrate. The obtained laminated ink coating film strip was dispersed in a silicone oil (trade name: KF96-10cs) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and stirred to prevent damage to the laminated ink coating film strip, followed by filtration.
[0052]
2 parts of the obtained laminated ink coating film strip was dispersed in 98 parts of a high-viscosity silicone oil (trade name: KF96-300cs) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 12.5 parts of this dispersion was added to 187.7 parts of the high-viscosity silicone oil (trade name: KF96-300cs) heated to a temperature of 165 ° C., and the mixture was shaken with a shaking machine at a frequency of 100 times per minute. Shake for a minute. Next, the treatment liquid was mixed with 150 parts of a 25 ° C. high-viscosity silicone oil (trade name: KF96-300cs), and then allowed to cool to obtain spherical two-color rotating particles that were almost spherical.
[0053]
The obtained two-color rotating particles are dispersed in the silicone oil (trade name: KF96L-0.65cs), and stirred so that the two-color rotating particles are not damaged. Then, using a 60 μm and 80 μm stainless screen mesh. By classification, two-color rotating particles having an average particle diameter of 66 μm were obtained at a yield of about 90%. The particle size distribution of the two-color rotating particles measured by the following method is narrow (standard deviation: 13 μm or less). As a result of observation with a microscope, a substantially hemispherical white portion and a black portion contact each other at a boundary surface to form a spherical shape. Thus, the boundary surface between the white part and the black part was linear and had excellent appearance characteristics.
[0054]
<Method for measuring particle size distribution of two-color rotating particles>
0.02 g of two-color rotating particles of 10 cm 3 Put in a sample bottle, add 3 g each of a surfactant (trade name: Isoclean) manufactured by Beckman Coulter Co., Ltd. and an electrolytic solution (trade name: Isoton II) manufactured by Beckman Coulter Co., Ltd., and stir with an ultrasonic disperser for 5 minutes. Thus, a particle size distribution measurement sample in which particles were uniformly dispersed was obtained. Using a particle size distribution measurement device (trade name: Multisizer III) manufactured by Beckman Coulter, Inc., the sample for particle size distribution measurement was refluxed using a counter tube having a diameter of 200 μm to obtain a particle size distribution of 50,000 spheres. It was measured. The average particle size and standard deviation were calculated from the obtained particle size distribution data.
[0055]
<Preparation of particle rotation type display element>
Using the two-color rotating particles obtained above, a particle rotating type display element having the configuration shown in FIG. 7 was produced.
First, 50 parts by volume of the two-
[0056]
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, except that a metal mask having a circular opening with a diameter of 50 μm was used instead of the metal mask having a circular opening with a diameter of 150 μm in Example 1, the average particle diameter was set in the same manner as in the method described in Example 1. Obtained 27 μm two-color rotating particles in a yield of 95%.
[0057]
The particle size distribution of the obtained two-color rotating particles was narrow (
Using the two-color rotating particles, a sheet-shaped transparent resin matrix 29 having a thickness of 210 μm was prepared in the same manner as in Example 1, and the transparent electrode layers 28 and 28 and the
[0058]
From the results of Examples 1 and 2, the two-color rotating particles obtained by the production method of the present invention have a narrow particle size distribution, are almost spherical, and have excellent appearance characteristics, and are fine two-color rotating particles having a diameter of 100 μm or less. According to the present invention, it is possible to easily and inexpensively produce two-color rotating particles having such excellent characteristics in a high yield. In addition, it was confirmed that a rotating particle type display element having excellent resolution and responsiveness and exhibiting high quality display performance can be obtained by forming a rotating particle type display element using the two-color rotating particles.
[0059]
(Supplementary Note) Preferred embodiments of the present invention are listed below.
{Circle around (1)} The thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) having different charging characteristics in the hue and the dielectric liquid are in contact with each other at a boundary surface to form a spherical shape. A method for producing color rotating particles, comprising: a printing plate comprising: an ink (A) containing a thermoplastic resin coloring composition (A); and an ink (B) containing a thermoplastic resin coloring composition (B). A lamination ink coating strip forming step of obtaining a lamination ink coating strip by laminating the coating of the ink (A) and the coating of the ink (B) by overprinting using the lamination ink coating; A method for producing two-color rotating particles, comprising a heat treatment step of heat-treating a film strip to form a sphere.
(2) The method for producing two-color rotating particles according to (1), wherein the printing plate is a metal mask for screen printing.
{Circle around (3)} The glass transition temperature of each of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) is from 60 to 200 ° C., and the ink (A) and the ink (B) each have a glass transition temperature of 60 to 200 ° C. The method for producing two-color rotating particles according to (1), wherein the viscosity at 25 ° C. is 5 to 50 Pa · s.
{Circle around (4)} In the heat treatment step, the laminated ink coating film strip is a liquid medium that does not dissolve the laminated ink coating film strip, and the melting temperature of the thermoplastic resin coloring composition (A) and the heat The method according to (1), wherein the laminated ink coating film pieces are made spherical by dispersing in a liquid medium heated to a temperature higher than the higher one of the melting temperatures of the plastic resin coloring composition (B). A method for producing two-color rotating particles.
{Circle over (5)} The average dry coating thickness of each of the coating film of the ink (A) and the coating film of the ink (B) forming the laminated ink coating film strip is 3 to 30 μm, and the coating film area is 20 to 90000 (Μm) 2 The method for producing two-color rotating particles according to (1) above.
{Circle around (6)} The lamination ink coating film strip forming step comprises the steps of (1) printing the ink (A) on a substrate so that at least the same average dry coating thickness, the same area, and the same A step of forming a plurality of pixels having a planar shape, (2) a step of drying a coating film of the ink (A) forming the pixels, (3) after the step (2), the ink (A) (4) printing the ink (B) on the pixel made of the coating film of (b) so as to have, after drying, the same average dried coating film thickness, the same area, and the same planar shape as the pixel; Drying the coated film of the printed ink (B), and (5) after the step (4), a laminated ink coating comprising the coated film of the ink (A) and the coated film of the ink (B) The two-color rotating particle according to (1), further comprising a step of peeling the film strip from the substrate. Manufacturing method.
<7> The method for producing two-color rotating particles according to <6>, wherein the substrate is a substrate having a releasable surface.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, the thermoplastic resin coloring composition (A) and the thermoplastic resin coloring composition (B) having different charging characteristics in the hue and the dielectric liquid are in contact with each other at the boundary surface to form a spherical shape. Since the two-color rotating particles are manufactured by the overprinting method using a printing plate, the two-color rotating particles can be mass-produced easily, inexpensively, and with high yield. According to the present invention, two-color rotating particles that are substantially spherical, have a uniform particle size of 100 μm or less, have good linearity at the boundary between the two colors, and have excellent appearance characteristics can be stably obtained. Using the two-color rotating particles, a high-quality display element having excellent resolution and responsiveness can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged perspective view showing a main part of an example of a metal mask according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an example of a metal mask according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a step of screen-printing the ink (A) according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a step of screen-printing the ink (B) according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a step of peeling a laminated ink coating film strip from a substrate according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing an example of a heat treatment step according to the present invention in the order of steps, wherein (a) is a step of dispersing the laminated ink coating film flakes in a small amount of liquid medium, and (b) is a laminated ink coating film flake. Is added to the heated liquid medium, (c) is a step of shaking the liquid medium in which the laminated ink coating strip is dispersed, and (d) is a step of making the laminated ink coating strip spherical. Show.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a two-color rotating particle is used to form a particle rotating display element.
[Explanation of symbols]
8 Substrate
9 Ink (A)
11 Metal mask
12a Ink (A) coating
12b Ink (B) coating
13 Ink (B)
14 Laminated ink coating film strip
19 Ultrasonic transducer
25 Two-color rotating particles
27 Transparent film
28 electrode layer
29 Sheet-shaped transparent resin matrix
30 vacuole
31 Dielectric liquid
Claims (5)
熱可塑性樹脂着色組成物（Ａ）を含有するインキ（Ａ）と、熱可塑性樹脂着色組成物（Ｂ）を含有するインキ（Ｂ）とを、印刷版を使用して重ね刷りすることによって、インキ（Ａ）の塗膜とインキ（Ｂ）の塗膜が積層された積層インキ塗膜細片を得る積層インキ塗膜細片形成工程と、
該積層インキ塗膜細片を加熱処理することによって球形化する加熱処理工程を有することを特徴とする２色回転粒子の製造方法。Two-color rotating particles in which a thermoplastic resin coloring composition (A) and a thermoplastic resin coloring composition (B) having different charging characteristics in a hue and a dielectric liquid are in contact at a boundary surface to form a spherical shape. The method of manufacturing
The ink (A) containing the thermoplastic resin coloring composition (A) and the ink (B) containing the thermoplastic resin coloring composition (B) are overprinted using a printing plate, whereby the ink is obtained. A lamination ink coating strip forming step of obtaining a lamination ink coating strip obtained by laminating the coating of (A) and the coating of the ink (B);
A method for producing two-color rotating particles, comprising a heat treatment step of subjecting the laminated ink coating film flakes to a sphere by heat treatment.
（１）基体上に、前記インキ（Ａ）を印刷することによって、互いに同一の平均乾燥塗膜厚、同一の面積、および同一の平面形状を有する複数の画素を形成する工程、
（２）該画素を形成しているインキ（Ａ）の塗膜を乾燥する工程、
（３）前記（２）の工程後、前記インキ（Ａ）の塗膜からなる画素上に、乾燥後に、該画素と同一の平均乾燥塗膜厚、同一の面積、および同一の平面形状となるように、前記インキ（Ｂ）を印刷する工程、
（４）印刷されたインキ（Ｂ）の塗膜を乾燥する工程、および
（５）前記（４）の工程後、前記インキ（Ａ）の塗膜と前記インキ（Ｂ）の塗膜とからなる積層インキ塗膜細片を前記基体から剥離する工程を有する請求項１に記載の２色回転粒子の製造方法。The laminated ink coating strip forming step, at least,
(1) forming a plurality of pixels having the same average dry coating thickness, the same area, and the same planar shape by printing the ink (A) on a substrate;
(2) drying the coating film of the ink (A) forming the pixel;
(3) After the step (2), on the pixel made of the coating film of the ink (A), after drying, the pixel has the same average dry coating film thickness, the same area, and the same plane shape as the pixel. Printing the ink (B),
(4) a step of drying the printed coating film of the ink (B), and (5) after the step of (4), a coating film of the ink (A) and a coating film of the ink (B). The method for producing two-color rotating particles according to claim 1, further comprising a step of peeling the laminated ink coating film strip from the substrate.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012220586A (en) * | 2011-04-05 | 2012-11-12 | Soken Chem & Eng Co Ltd | Composition for forming spherical particle, spherical particle using the composition, and electronic paper using the spherical particle |
| CN103576406A (en) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 综研化学株式会社 | Bicolored particle |
| CN120742595A (en) * | 2025-08-27 | 2025-10-03 | 惠科股份有限公司 | Electronic paper display panel, driving method thereof and electronic paper display device |
-
2002
- 2002-08-07 JP JP2002230523A patent/JP2004070083A/en not_active Withdrawn
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