JP4004522B2 - 磁気泳動反転表示パネルおよび磁気泳動反転表示方法 - Google Patents
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Description
このような磁気表示を消去する場合には、磁気泳動表示パネルの裏面板(11)側で消去用磁石(4)をスライドさせ、表面板(10)側の磁性粒子(13)を裏面板(11)側に引き戻し、該磁気泳動表示シートの表面板(10)側に筆記された磁気表示を消去するものである。
表示は、裏面板(11)側から消去するため、磁気表示の所望の部分のみを消去するということが難しく、非常に不便であり、その用途も限られていた。また、マグネタイト粒子に代表されるような単色(黒色)の略球状粒子を用いているため、単一色の磁気表示しか得られなかった。
すなわち、本発明は、
「1.少なくとも、着色材を含有する分散媒中に、磁極の色が異なりまた分散媒の色とも異なる微小磁石を分散して得られた降伏値を有する分散液体と、該分散液体を保持する支持材とを備えた磁気泳動反転表示パネルであって、微小磁石が保磁力の異なる2種以上の磁性材料からなることを特徴とする、磁気泳動反転表示パネル。
2.微小磁石が、少なくとも高保磁力材からなる第1の磁性材と低保磁力材からなる第2の磁性材を含む2種以上の磁性材料からなることを特徴とする、前記1に記載された磁気泳動反転表示パネル。
3.微小磁石内の2種類の磁性材料は、第1の磁性材の保磁力が65.0kA/m以上600kA/m以下、第2の磁性材の保磁力が65.0kA/m未満であることを特徴とする、前記1または2に記載された磁気泳動反転表示パネル。
5.第1の磁性材が六方晶マグネトプランバイト型フェライト、第2の磁性材がマグネタイト、マグヘマタイト、コバルト被着マグネタイト、コバルト被着マグヘマタイトから選ばれた1または2以上の磁性材である、前記1ないし4の何れか1項に記載された磁気泳
動反転表示パネル。
6.微小磁石の保磁力が4.0kA/m以上600kA/m以下である、前記1ないし5の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
7.微小磁石の単位質量あたりの残留磁化が1〜35A・m2/kgであり、飽和磁化が
1〜100A・m2/kgである、前記1ないし6の何れか1項に記載された磁気泳動反
転表示パネル。
に記載の磁気泳動反転表示パネル。
9.分散液体に含有する着色材が所望の色調を有することを特徴とする、前記1ないし8の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
10.蛍光着色剤を分散媒および/または微小磁石に配合した、前記1ないし9の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
11.分散液体には帯電防止剤が配合されていることを特徴とする、前記1ないし10の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
に関する。
すなわち、図4に示したように、第1の色調は、消去用磁石(4)を用いて裏面板(11)側に微小磁石(2)を引き寄せた際には微小磁石(2)を除く分散液体(3)成分が着色されており、該微小磁石(2)を隠蔽するので、表面板(10)側から見ると、画一的な分散媒の色調の表示として得られる[図4(a)]。
第2の色調は、筆記したい部分に筆記用磁石(5)の特定の磁極を選択して外部磁界を作用させることにより該分散液体(3)中の微小磁石(2)を泳動または泳動/反転させ、該微小磁石(2)の特定面(例えばN極面)の色調を表示させることで得られる[図4(b)]。
もっとも、この筆跡色は第2と第3の色調を得る際の外部磁界の磁極を反対にすれば反対に表示することができることはいうまでもない。
従って、このような使い方をした場合、任意の色調を選択して任意の筆跡を得つつ、得られた筆跡の任意の部分のみの色調を変化させる多色表示を得ることができるのである。
としては、100〜350mT程度のものが用いられている。また、反転型磁気パネルの消去用磁石としては60〜90mT程度、筆記用磁石としては、80〜110mT程度のものが用いられている。
すなわち、本発明は筆記用磁石の磁極を選択することにより、選択的に2色の筆記が可能となるとともに、反転用磁石の磁極を選択することにより、これら2色の筆記部分を、他色に反転することが可能となるものである。
表示を行うことが困難になることが考えられる。反対に反転表示性能の維持を優先して弱い外部磁石を選択すれば、泳動表示並びに消去をさせる際には与える磁力が弱く、泳動させること自体が困難となるなどの問題が生じる。
高保磁力材のみを用いた場合、外部磁界を作用させた際の泳動性、反転性などの表示性能は満たすことが多いものの、微小磁石同士がその磁力の影響および筆記ペンなどの外部磁石による磁界を受けてパネル表面側に平行に配列せず、折り重なるように凝集してしまい、結果的にパネル表面を覆うだけの平行配列ができず、表示面に対して微小磁石が存在しない、いわゆる隙間が生ずるという不具合が発生し、十分な表示、コントラストが得られにくくなる。一度、微小磁石が凝集を起こすと、解きほぐすのは困難で、非常に重要な問題である。また、微小磁石の配合比を上げ、存在比率を上げると、相互干渉により重なる部分で反転不良が生ずる傾向があり、微小磁石の配合比により制御するのにも限りがある。また、高保磁力材のみを用いた際の問題点としては、一般的に、その性質上残留磁化が大きくなる傾向があるので、反転性能について、外部磁界を作用させた際に相互の磁力が必要以上に作用しあってしまい、作用させたくない部分の微小磁石まで反転してしまうなど、微小磁石の姿勢制御が過敏になる傾向があり、それを避けるために、分散液体の降伏値や粘度を上げるなどの対処法はあるものの、経時変化で徐々に降伏値および粘度が上がってしまったり、周囲の環境温度による物性変化の幅が広くなり悪影響が発生し、微小磁石の反応が悪くなるなどの不具合が発生することもある。さらにそれを回避すべく、外部磁界を強くすると、所望の部分のみの筆記や再反転表示ができにくいなどの他の問題が発生し、累積的に問題が発生するおそれが考えられる。
そこで、本発明においては、微小磁石は磁気特性の違う材料を複合するが、高保磁力材が低保磁力材の2倍以上の保磁力を有するものであると、さらによりよい効果を奏することができる。なお、その他、磁性材料となりうる材料は泳動性、反転性の諸性能に悪影響を与えるおそれが少ないものについて、問題の生じない範囲であれば適宜配合することができる。そのような磁性材料としては、黒色のマグネタイト、ベンガラ色や赤色のマグヘマタイト、緑色の酸化クロム、黄色のリチウムフェライトなどの磁性のある金属酸化物などがあり、それらは微小磁石の着色の目的などで配合される。
第1の磁性材がこの範囲を下回ると上記の低保磁力材を単独で用いた際のように微小磁石の反転性不良となり、微小磁石の磁極面がパネル表示面側に均一に平行配列せず、表示が不鮮明、または不可能となる傾向がある。
したがって、第1の磁性材及び第2の磁性材のそのいずれかが上記範囲外となると微小磁石の泳動性能と反転性能の両者の調和をとることが難しくなりやすい。
反対にこの範囲を上回ると、結果的に得られる微小磁石自体の表面磁束密度が大きくなりすぎて、微小磁石同士の凝集を起こしてしまうほか、外部磁界の影響をより敏感に受けやすくなる傾向にあり、やはり微小磁石の凝集を起こし、上記の不具合が発生しやすくなる傾向がある。
a)残留磁化・・・1〜35A・m2/kg(1〜35emu/g)
b)飽和磁化・・・1〜100A・m2/kg(1〜100emu/g)
残留磁化は、微小磁石が外部磁界に対し、極力迅速にその方向を変えるために必要となるもので、微小磁石の反転性に大きく寄与するものであり、この範囲を下回ると微小磁石が反転しない傾向があり、上回ると微小磁石同士が凝集してしまう傾向がある。
ためのもので、主に微小磁石の泳動性に寄与し、この範囲を下回ると微小磁石が泳動しない傾向があり、上回ると微小磁石が凝集してしまう傾向がある。
さらに好ましい磁気特性は以下のようになる。
a’)残留磁化・・・3〜16A・m2/kg(3〜16emu/g)
b’)飽和磁化・・・5〜40A・m2/kg(5〜40emu/g)
以下、本発明の実施の形態について磁気泳動反転表示パネルの例を挙げ、図面により本発明を具体的に説明する。
厚さ25.0μmのポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」という)フィルム上に表1に記載の組成をメチルエチルケトン(以下、「MEK」という)に分散・溶解した磁性インクを次の手段で塗工乾燥し、青色磁性シートを得た。この時青色磁性インク層の厚みは25.5μmあり、塗工質量は51.3g/m2であった。
(手順1)
表1の配合割合でMEKに樹脂成分を溶解し、これに異なる磁気特性を持つ2種類の磁性材を加えた後にアトライターで1時間分散した。
(手順2)
この分散液に、MEKに青色顔料を分散した顔料分散体を表1に記載の配合割合で加えた後に混合攪拌し、青色を呈する磁性インクを得た。(固形分60質量%)
(手順3)
この磁性インクをワイヤーバーにて塗工乾燥し上述の青色磁性シートを得た。
燥し、青色磁性層に白色インク層を積層した。
この白色インク層の厚みは8.0μmあり、塗工質量は16.0g/m2であった。
白色顔料分散体 60.0質量部(酸化チタン顔料MEK分散体
:固形分66.0%)
樹脂 31.8質量部(エポキシ樹脂MEK溶解液:固形分60.0%)
溶剤 8.2質量部(MEK)
次に、このシートの白色インク層上に以下の配合のピンクインク層を上記手順に準じて塗工乾燥し、白色層の上にピンク色インク層を積層した。
ピンク色顔料分散体 75.0質量部(ピンク顔料MEK分散体
:固形分30.0%)
樹脂 25.0質量部(エポキシ樹脂MEK溶解液
:固形分60.0%)
このようにして塗工して得られた3層は、合わせて41.5μm、塗工質量76.9g/m2の塗工シートであった。
引き続いて、この塗工層をベースフィルムごと着磁し、青面をN極、ピンク面をS極とした後に塗工層をベースフィルムから剥離し薄片とし、カッターミル粉砕機にて微粉砕した後に篩い分けを行い、粒径が63〜180μmの範囲にある青/ピンク色に磁極の色を塗り分けた微小磁石を得た。ここで微小磁石の磁気特性は表1に示した。
本発明において微小磁石の保磁力、残留磁化そして飽和磁化の測定は、振動試料型磁力計(東英工業株式会社製VSM−P7−15型)で行い、その方法は次のようである。すなわち、次のふた(A)と本体(B)からなる測定ケースに微小磁石を密につめ込み、この測定ケースに磁力計の684.4kA/mの磁界を及ぼすとX−Yレコーダ上にヒステリシスカープが記録される。このヒステリシスカーブから保磁力、残留磁化そして飽和磁化を求める。残留磁化、飽和磁化においては、この値を測定ケースに詰め込んだ微小磁石の質量で割って単位質量当たりの残留磁化、飽和磁化(A・m2/kg)を換算する。
(B)内径が6.0mmで奥ゆき2.5mmの孔を有する外形が7.0mmで深さが4.0mmのアクリル樹脂製有底円筒形ケース本体
一方、分散媒として20℃における粘度が3.2mPa・Sであるイソパラフィンに、増稠剤を加え、これを加熱溶解した後に冷却し、増稠剤ペーストを調製した。次にイソパラフィンに増稠剤ペースト、着色材、帯電防止剤を添加、攪拌し、以下の配合比の塑性分散液を得た。
アマイド(伊藤製油社製:商品名ITOHWAX J−530)]
着色材 1.4質量部(酸化チタン)
耐電防止剤 0.1質量部
分散媒 残部(エッソ化学社製:商品名アイソパーM)
次に、この塑性分散液に前記青/ピンクの2色に塗り分けられた箔片状の微小磁石を、分散液89.3質量部に対し微小磁石10.7質量部の割合で配合し攪拌を行い、分散液中に微小磁石が均一に分散してなる表1に記載したような降伏値を有する塑性分散液体を得た。
京計器社製BL型)を用い、ローターを分散液体中で低速回転(0.3rpm)させた時のローターのねじれ角度を読み取る方法で測定した。使用したローターは上記BL型粘度計に付属の2号ローターを使用した。
さらに引き続き、この分散液体を板厚が0.25mmの塩化ビニル樹脂フィルムに接着剤を用いて片面に接着した、セルサイズ3.5mm、正六角形状で高さ1.0mmの塩化ビニル樹脂製ハニカムセルの、多セル構造物のセル内に充填し、その後、多セル構造物の開放面を厚み0.08mmの塩化ビニル樹脂フィルムで接着剤を用いて被覆し、セル中に分散液体を封入して表示パネルを得た。
第1の磁性層を表1〜4に記載のものとした他は実施例1と同様にして、微小磁石を作成した。また、増稠剤を適宜表1〜4の通りに配合した以外は実施例1と同様にして分散液体とした後にパネル化して評価を行った。
第1の磁性層を表1に記載のものとし、厚さ25.0μmの離型処理を施したPETフィルム上に黄色着色層とアルミニウム蒸着層を合わせて3.0μmになるよう設け、該アルミニウム蒸着層上に第1の磁性層を塗工し、白色インク層、ピンク色インク層を施工しなかった他は実施例1と同様にして、微小磁石を作成した。また、増稠剤を適宜表1〜5の通りに配合した以外は実施例1と同様にして分散液体とした後にパネル化して評価を行った。
SrO・6Fe2O3・・・ストロンチウムフェライト
NixZn1-xFe2O4(O<x≦1)・・・ニッケルジンクフェライト
Fe3O4・・・マグネタイト
Co−γ−Fe2O3・・・コバルト被着マグヘマタイト
Co−Fe3O4・・・コバルト被着マグネタイト
図1のようにパネル(1)の裏面から消去用磁石(4)を用いて裏面側に微小磁石(2)を引き寄せ、筆記の準備をする。その際には微小磁石(2)を除く分散液体成分が着色されており、該微小磁石(2)を隠蔽するので、画一的な分散媒の色調が表示(7)として得られた(第1の色調)。
一部反転)、微小磁石(2)のN極面をパネルの表示面側に並ばせN極面の色調の筆跡(8)を得た(第2の色調)。
実施例と比較例に示した磁気泳動反転表示パネルの各評価は表1〜5に示してある。
評価試験は、1.泳動性、2.反転性(凝集性)、3.印字品質、4.総合評価の項目で行った。
まず磁気泳動反転表示パネルの裏面より、消去用磁石(表面磁束密度65mT)を用いて微小磁石を十分に裏面側へ吸引した後に磁石ペンを用いて表示面に表示を行いその表示物の評価を目視で行った。
筆記用磁石ペンは表面磁束密度が65、200、270、400mTの4種類を微小磁石内の磁性材料の保磁力に合わせて筆記性を優先してできるだけ微小磁石の磁極を壊さないように適宜選択し使用した。
◎:微小磁石は表面側に完全に泳動しており、裏面側の残留が無い
○:微小磁石は表面側に泳動しているが、やや裏面側の残留が有る
△:微小磁石が表面側に泳動しにくく、裏面側の残留が有る
×:表面側に泳動している微小磁石が無い、或いはその量が極端に少ない
反転性(凝集性)
◎:微小磁石同士の凝集が無く、整列性も良好で完全に反転している
○:微小磁石同士の凝集はやや見られるが、反転している
△:微小磁石同士の凝集が見られるものの、ほぼ反転している
×:微小磁石が反転しない、或いはその量が極端に少ない
◎:表示が鮮明でコントラストも良く、印字品質が良好である
○:コントラストが良く表示ができる
△:微小磁石の沈降または泳動性不良がみられ、表示はできるが一部不鮮明である
×:コントラストが不良で表示が不鮮明、もしくは表示ができない
総合評価
◎:非常に良好で実用できるパネル
○:良好で実用できるパネル
△:一部問題はあるが実用できるパネル
×:性能が劣り実用できないパネル
各実施例についての評価については、表中に示したが、以下に詳述する。
特に、実施例1〜5、9〜10、15については、各評価項目ともバランスが取れており、非常に良好であった。実施例5、10からもわかるように降伏値を変化させても性能差が出にくく、分散液体の物性設計の自由度が増し、経時変化や環境温度などの諸条件な
どによる性能劣化が少なく、外部磁石等の選択の幅も広がっておる好適なものであった。
実施例6、11、12、24、27については、残留磁化がやや低いので、未反転微小磁石が発生する傾向が見られたが、総合的には良好であった。
実施例7は、残留磁化がさらに低いので、未反転微小磁石が実施例6などに比べるとやや多く発生する傾向が見られたが、総合的には良好であった。
実施例14は、実施例13において凝集傾向が見られたので、降伏値を制御することにより、より好ましい形態とすることができた。
実施例19は、やや凝集傾向が見られたので、降伏値を上げて凝集を押さえることができたが、降伏値を高く設定しなければならず、経時変化や環境温度への依存性があったり、外部磁石を強くしなければならないなど制約が生じた。
実施例21は、泳動性能は良好であるが、反転性能に難があり、使用可能な限界レベルであった。
実施例25は、残留磁化および飽和磁化がともに低かったので、微小磁石が泳動しにくく、かつ未反転微小磁石が発生する傾向が見られ、実施例26において降伏値制御を試みたが、同様に使用可能な限界レベルであった。
比較例1、2は微小磁石が泳動しづらく、強い磁石を使うと泳動はするが、微小磁石が凝集してしまい、コントラストがでないものであった。比較例3、4は、比較例1、2に比べるどややよいもののやはり泳動性が悪く、強い磁石を使用すると微小磁石の磁極が壊れてしまった。
比較例2、4、6、8は、それぞれ比較例1、3、5、7のものに降伏値制御を試みたものであるが、使用可能なレベルにすることはできなかった。
Claims (12)
- 少なくとも、着色材を含有する分散媒中に、磁極の色が異なりまた分散媒の色とも異なる微小磁石を分散して得られた降伏値を有する分散液体と、該分散液体を保持する支持材とを備えた磁気泳動反転表示パネルであって、微小磁石が保磁力の異なる2種以上の磁性材料からなることを特徴とする、磁気泳動反転表示パネル。
- 微小磁石が、少なくとも高保磁力材からなる第1の磁性材と低保磁力材からなる第2の磁性材を含む2種以上の磁性材料からなることを特徴とする、請求項1に記載された磁気泳動反転表示パネル。
- 微小磁石内の2種類の磁性材料は、第1の磁性材の保磁力が65.0kA/m以上600kA/m以下、第2の磁性材の保磁力が65.0kA/m未満であることを特徴とする、請求項1または2に記載された磁気泳動反転表示パネル。
- 第1の磁性材の保磁力が第2の磁性材の保磁力の2倍以上である、請求項1ないし3の何れか1項に記載の磁気泳動反転表示パネル。
- 第1の磁性材が六方晶マグネトプランバイト型フェライト、第2の磁性材がマグネタイト、マグヘマタイト、コバルト被着マグネタイト、コバルト被着マグヘマタイトから選ばれた1または2以上の磁性材である、請求項1ないし4の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
- 微小磁石の保磁力が4.0kA/m以上600kA/m以下である、請求項1ないし5の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
- 微小磁石の単位質量あたりの残留磁化が1〜35A・m2/kgであり、飽和磁化が1〜
100A・m2/kgである、請求項1ないし6の何れか1項に記載された磁気泳動反転
表示パネル。 - 分散液体の降伏値が0.15〜7.5N/m2である、請求項1ないし7の何れか1項に
記載の磁気泳動反転表示パネル。 - 分散液体に含有する着色材が所望の色調を有することを特徴とする、請求項1ないし8の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
- 蛍光着色剤を分散媒および/または微小磁石に配合した、請求項1ないし9の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
- 分散液体には帯電防止剤が配合されていることを特徴とする、請求項1ないし10の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネル。
- 請求項1ないし11の何れか1項に記載された磁気泳動反転表示パネルを用い、筆記用外部磁石を作用させ、微小磁石を泳動および/または反転させて該微小磁石の特定面の色調を表示させて筆跡を形成し、ついで同じ面から前記の筆記用外部磁石の磁極と反対の磁極の磁界を、筆跡を形成していない他の微小磁石を泳動させない範囲で作用させることにより筆跡を形成した微小磁石を反転させ、筆跡の色調を変化させることを特徴とする磁気泳動反転表示方法。
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