JP2003270678A

JP2003270678A - シート型表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP2003270678A
Application number: JP2002074945A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Hayashi; 直之林; Katsura Sakamoto; 桂阪本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】樹脂組成物粒子を製造する際に、シート化、
粉砕、球状化が容易である樹脂組成物、球状で、軽く、
泳動や回転の応答性に優れた樹脂組成物粒子、この樹脂
組成物粒子を使用する、表示応答性とメモリ性とに優れ
たシート型表示装置、これら樹脂組成物粒子やシート型
表示装置の好適な製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂とワックスと、必要に応じ
て着色剤とを含み、着色剤を除外した比重が１より小さ
い樹脂組成物より、シート化、粉砕、球状化処理を経
て、樹脂組成物粒子を得る。この樹脂組成物粒子をシー
ト中の空隙内等で回転および／または泳動させることに
より、表示を行うことができる。樹脂組成物中の熱可塑
性樹脂の１００重量部に対し、ワックスが１００重量部
を超える量であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、電界の作用によ
り、シート内の樹脂組成物粒子を回転および／または泳
動させて表示を行うシート型表示装置、そのために使用
される樹脂組成物粒子や樹脂組成物、およびこれら装置
や樹脂組成物粒子の製造方法に関する。更に詳しくは、
この樹脂組成物粒子が、溶融、ブレンド、粉砕、球状化
処理を経て製造されるものである技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子ペーパ、ペーパーライクディ
スプレイ、デジタルペーパなどと呼ばれ、電界により光
学的吸収や光学的反射を変化させて、像表示を行う表示
装置が提案されている。

【０００３】この表示装置は、温度変化、電気的ノイズ
に対して極めて安定であり、通電を停止しても表示を維
持できるメモリ性を有している。

【０００４】さらに、自然光の反射・散乱を利用して表
示するため、液晶装置やブラウン管でみられるような光
源のちらつき等に起因する眼精疲労を抑えることができ
る理想的な表示装置である。

【０００５】このような表示装置に使用される、電界に
より光学的吸収や光学的反射を変化させる素子として
は、色と電気的特性との双方が相異なる半球を合わせた
泳動回転粒子を誘電性液体とともに内包したマイクロカ
プセル、特開平０１−０８６１１６号公報のように、電
気泳動粒子を分散させた溶媒を着色し、この溶媒を内包
したマイクロカプセル、２色性色素とスメクチック液晶
とを含む液晶／高分子複合膜などがある。

【０００６】これらの方法は、メモリ性を有し、電源が
無くても像情報を保持でき、反射型表示装置であるた
め、紙の代替として期待されている。

【０００７】また素子を電極のあるＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタレート）フィルム上に塗布すればよいので、
薄くて、軽く、曲げることが可能なシート型表示装置を
提供できる。

【０００８】特に、米国特許第４、１２６、８５４号、
および第４、１４３、１０３号の各明細書に記載されて
いる、泳動回転粒子の半球ずつを異なる色と帯電特性と
に分けたものを用いる表示媒体は、他の方式に比べ、優
れたコントラスト特性を示すディスプレイとして知られ
ている。

【０００９】図１に示すように、この表示媒体は、誘電
性液体を充填した空隙２を複数有し、かつ光学的に透明
な層である基材３と、この空隙２に泳動回転粒子１を有
する構造をしている。

【００１０】また、泳動回転粒子１は、１粒子中に異な
る色と異なる帯電特性との２つの表面領域を有するた
め、電界を印加すると、図２に示すように、粒子の電気
泳動と回転運動が起き、像表示を行うことができる。

【００１１】図２において、（ａ）は電界印加前、
（ｂ）は電界印加中、（ｃ）は電圧印加後の様子を示
す。

【００１２】図２の（ａ）において、泳動回転粒子１は
空隙２の下部にある。泳動回転粒子１は色の相異なる半
球部分４，５よりなっている。

【００１３】ここで、電界を印加した場合、半球部分４
は＋に、半球部分５は−に帯電し易いものとする。

【００１４】この場合、電界を上部電極が−になるよう
に印加すると、泳動回転粒子１は、電界印加と共に
（ｂ）のように上に向かって泳動しつつ回転し、やがて
（ｃ）のように半球部分４が上に向いた状態で、空隙２
の最上部に達する。この状態でシート型表示装置の表示
が可能となる。

【００１５】このような泳動および／または回転を行う
ことのできる粒子を、以下泳動回転粒子という。すなわ
ち、本願発明は、粒子の泳動、回転、泳動と回転との組
み合わせといった運動に係るものであり、泳動回転粒子
とは、このような意味合いで使用されるものである。

【００１６】例えば一般的に、シート内を上下に泳動す
る機能を有する粒子、シート内にある空隙内で上下に泳
動する機能を有する粒子、シート内にある空隙内で回転
する機能を有する粒子、シート内にある空隙内で上下に
泳動しつつ回転する機能を有する粒子等が、本願発明に
係るシート型表示装置に使用できるが、泳動回転粒子と
は、このような場合の全てを含み得る謂である。ただ
し、前後の文脈から上記の機能の一部のみに限られる場
合もあり得る。

【００１７】このような泳動回転粒子の製造方法および
材料としては、（１）米国特許第５、２６２、０９８号
明細書記載の、材料としてカルナバワックス、カーボン
ブラック、ニ酸化チタンを使用し、色の異なる２種類の
溶融したワックス粒子を結合させ、表面張力により球形
したのち固化させる方法、（２）特開平１１−８５０６
７号公報、特開平１１−８５０６８号公報記載の、ガラ
ス、樹脂などの粒子の表面に、金属、カーボンブラッ
ク、硫化アンチモンなどを蒸着する方法、（３）特開平
１１−８５０６９号公報、特開平１１−１６１２０６号
公報記載の、材料として酸化亜鉛を、発色剤としてトナ
ーを使用する感光材料からなる粒子を用い、露光、現
像、定着処理により発色させる方法、たとえば親水性高
分子に発色剤としてハロゲン化銀を添加したものなどが
提案されている。

【００１８】また、たとえば、樹脂を用いた場合には、
ローラやプレス機により２色の着色樹脂を貼り合わせた
圧延シートを作製したのち、粉砕し、熱風による加熱処
理により、粒子を製造する方法が特開平０１−２８２５
８９号公報で提案されている。

【００１９】一方、泳動回転粒子としては、特公昭５０
−０１５１１５号公報などにおいて、電極により構成さ
れるセル内に染料、誘電性液体、泳動回転粒子であるニ
酸化チタンが封入される方法が提案されている。しかし
この方法では、電極上で染料が退色したり、酸化チタン
が凝集するなどの問題が発生していた。

【００２０】その後、特開平０１−０８６１１６号公報
において、要約すれば図３に示すように、泳動粒子１で
ある酸化チタンと染料により着色された誘電性液体６と
をマイクロカプセル７の空隙内に封入する方法が提案さ
れ、上記問題が解決された。マイクロカプセルの調製法
としては、相分離法、界面重合法、不溶化反応法などが
ある。

【００２１】また、特開平５−３１７８０５号公報で
は、相分離法、特にアラビアゴム／ゼラチン系のコンプ
レックスコアセルベーション法が用いられている。

【００２２】さらに、米国特許第５，９６１，８０４号
明細書には、図４に示すように、色の異なる２種類の泳
動粒子１を誘電性液体を充填した空隙２中に分散し、電
界の印加によりそれぞれの粒子を異なる方向に泳動させ
ることで表示を行う方法も提案されている。この方法で
は、顔料もしくは樹脂でコートした顔料を電界により泳
動するものである。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】泳動回転粒子を用いた
表示装置では、電界が無い状態でも表示を維持できるメ
モリ性には粒子の比重が小さいことが有効である。ま
た、電界の印加に応じてどの程度素早く泳動、回転する
かどうかを意味する泳動や回転の応答性の点でも有利で
ある。特に、誘電性液体（比重０．８〜１．１）とほぼ
同等であると、このメモリ性や泳動や回転の応答性は非
常に高い。

【００２４】しかしながら、泳動回転粒子は１色または
２色に着色されることが多く、その着色剤として、酸化
チタン等の比重の大きい顔料をブレンドして使用する場
合等には、泳動回転粒子の比重が増大することが多い。

【００２５】このため、泳動回転粒子を構成する樹脂成
分としては、できるだけ比重が小さいものが望ましい。

【００２６】比重が小さい樹脂としては、熱可塑性樹脂
がよい。熱可塑性樹脂としてはポリオレフィン系ポリマ
ーやこれらのブレンド体が好ましく、とりわけポリエチ
レン（低密度ポリエチレンでは比重０．９２〜０．９
３、高密度ポリエチレンでは比重０．９４〜０．９５）
やポリプロピレン（比重０．９〜１．０）が有効であ
る。

【００２７】ところが、ポリエチレンやポリプロピレン
に代表される熱可塑性樹脂には、泳動回転粒子の製造上
の問題がある場合が多い。

【００２８】まず、泳動回転粒子を大量に製造するため
には、樹脂や樹脂組成物を粉砕したのち、加熱や分級な
どの処理をする方法が取られるが、ポリエチレンやポリ
プロピレンに代表される熱可塑性樹脂は、一般に粉砕が
容易ではなく、粒径を小さくしにくいといった問題があ
る。

【００２９】さらに、例外的に粉砕が可能な高密度ポリ
エチレンなどでは、その溶融粘度が高く、加熱による球
状化処理では球状になりにくいといった問題がある。

【００３０】なお、比重を小さくするためには酸化チタ
ン等の無機系顔料の添加量をできるだけ少なくすること
も重要であるが、このような添加量の減少は粉砕をより
困難にすることが多いため、上記問題はより深刻であ
る。

【００３１】本願発明は、これらの諸問題を解決し、樹
脂組成物粒子を製造する際に、シート化、粉砕、球状化
が容易であり、かつ、球状で、軽く、泳動や回転の応答
性に優れた樹脂組成物粒子を形成するまたは形成できる
樹脂組成物や、表示応答性とメモリ性に優れたシート型
表示装置、さらにはこのような樹脂組成物粒子やシート
型表示装置を効果的に製造する方法を提供することを目
的としている。

【００３２】本願発明のさらに他の目的および利点は、
以下の説明から明らかになるであろう。

【００３３】

【課題を解決するための手段】本願発明によれば、電界
の作用により、シート内の樹脂組成物粒子を回転および
／または泳動させて表示を行うシート型表示装置におい
て、当該樹脂組成物粒子が熱可塑性樹脂とワックスと、
選択的に着色剤とを含む樹脂組成物よりなり、着色剤を
除外した当該樹脂組成物の比重が１より小さいシート型
表示装置が提供される。

【００３４】前記樹脂組成物の中の熱可塑性樹脂の１０
０重量部に対し、ワックスが１００重量部を超える量で
あることが好ましい。

【００３５】さらに本願発明によれば、このようなシー
ト型表示装置の製造方法において、前記樹脂組成物粒子
が、熱可塑性樹脂とワックスとを溶融ブレンドし、樹脂
組成物となす段階と、当該樹脂組成物をシートに成形す
る段階と、当該シートを粉砕して樹脂組成物の小片（本
願明細書では、樹脂組成物片ともいう）を作成する段階
と、当該樹脂組成物片を加熱して、球状化する段階とを
含む方法で製造されるシート型表示装置の製造方法が提
供される。

【００３６】前記の、熱可塑性樹脂とワックスとを溶融
ブレンドし、樹脂組成物となす段階が、前記熱可塑性樹
脂に着色剤をブレンドし、ブレンド物となした後、当該
ブレンド物に、ワックスをさらにブレンドする段階であ
ることが好ましい。

【００３７】これらの技術により、樹脂組成物粒子を製
造する際に、シート化、粉砕、球状化が容易であり、か
つ、球状で、軽く、泳動や回転の応答性に優れた樹脂組
成物粒子を使用した、表示応答性とメモリ性に優れたシ
ート型表示装置が得られる。

【００３８】なお、以下に説明する発明の実施の形態や
図面の中で、本願発明の更なる特徴が明らかにされる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に、本願発明の実施の形態を
図や実施例を使用して説明する。なお、これらの図や実
施例および説明は本願発明を例示するものであり、本願
発明の範囲を制限するものではない。本願発明の趣旨に
合致する限り他の実施の形態も本願発明の範疇に属し得
ることは言うまでもない。なお、図中、同一の部分につ
いては同一の符号を付すものとする。

【００４０】本願発明に係る樹脂組成物粒子を形成する
または形成できる樹脂組成物は、熱可塑性樹脂とワック
スと、選択的に着色剤とを含み、着色剤を除外した樹脂
組成物の比重が１より小さいものである。

【００４１】この樹脂組成物は熱可塑性樹脂とワックス
以外に着色剤を含む場合がある。また、最終的には、樹
脂組成物粒子として粒子状をなすものであるが、その
他、後述する球状化処理前の樹脂組成物片として不定形
をなす場合、粉砕によりこの樹脂組成物片を得るための
シート状の場合、このシートを得る前の、任意の形状の
場合というように、種々の形態を有し得る。

【００４２】なお、この場合の「シート状」には、後述
するように、２層構造の積層シートも含まれる。

【００４３】また、本願発明に係る樹脂組成物粒子は、
この樹脂組成物をもとに製造される粒子であって、電界
の作用により回転および／または泳動するものである。

【００４４】この樹脂組成物は、上記のようなシートの
作製、その粉砕、粉砕されて得られる樹脂組成物片の球
状化が容易である。また、この樹脂組成物粒子は、球状
で、軽く、泳動や回転の応答性に優れている。

【００４５】本願発明において使用する熱可塑性樹脂
は、ワックスと共に樹脂組成物を構成する成分であり、
最終的にこの樹脂組成物に粒子としての形状を付与する
ためのものである。

【００４６】熱可塑性樹脂としては特に限定はないが、
ワックスとの相溶性が良いものが好ましい。この相溶性
が悪いと均一なブレンドがしにくくなり、両相が分離し
たり、またブレンドした後にワックスがしみ出す（ブリ
ードアウトする）ことがあり得るので好ましくない場合
が多い。

【００４７】この相溶性は、溶解性パラメータで判断す
ることも可能である。すなわち、熱可塑性樹脂の溶解性
パラメータとワックスの溶解性パラメータとの差が、
０．２以下であることが好ましい。０．２より大きい
と、ワックスと樹脂とが分離したり、真球度が不十分に
なったりする場合が生じる。

【００４８】なお、相溶性の良否は、熱可塑性樹脂とブ
レンドした後に、顕微鏡下数十倍程度の倍率で観察した
場合に、両相が分離して見えない程度であれば十分であ
る。見えにくい場合には、熱可塑性樹脂とワックスとの
いずれかにあらかじめ顔料を混ぜてブレンドすれば良
い。

【００４９】使用できる熱可塑性樹脂としては、ポリオ
レフィン系ポリマーおよびこれらのブレンド体が好まし
く、とりわけポリエチレン、ポリプロピレン、これらの
共重合体およびこれらのブレンド体が好ましい。

【００５０】いずれも、比重が小さく、ワックスとの相
溶性も良好であることが多いからである。

【００５１】特に、比重の小さいポリエチレン、ポリプ
ロピレンが、品質の安定したものを得られ易いので好ま
しい。

【００５２】なお、上記ポリオレフィン系ポリマーには
共重合体も含まれる。

【００５３】共重合体には、ランダム共重合体、ブロッ
ク共重合体等各種のものがあり、これらを含めて考える
とブレンド体の種類も豊富である。

【００５４】なお、これらの多種多様の熱可塑性樹脂の
うち、どれが本願発明を具体的に使用する場合に最適で
あるかは、ワックスとブレンドした場合の相溶性、比
重、着色用顔料を添加した場合の顔料の分散状態等を観
察することで容易に定めることができる。

【００５５】ポリエチレンの具体例としては、各種の高
密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンがある。たとえ
ば東ソー（株）の商品名ペトロセンを挙げることができ
る。

【００５６】ポリプロピレンの具体例としては、各種の
ポリプロピレンがある。たとえば三菱化学（株）のノバ
ラックである。

【００５７】本願発明において、熱可塑性樹脂に粒子と
しての形状を与える主要ステップは、粉砕処理と球状化
処理とであるが、本願発明に係るワックスは、この粉砕
処理の効率を向上するためと球状化処理を可能とするた
めに有用である。

【００５８】ワックスは、溶融していない状態では硬
く、熱可塑性樹脂との組成物の粉砕が可能である一方、
比較的低温で溶融し、その溶融粘度は低く、また熱可塑
性樹脂を一部であっても溶解するため、樹脂組成物粒子
を球状に成形することが容易である。熱可塑性樹脂の１
００重量部に対し、前記ワックスが１００重量部を超え
る量であることで、粉砕の効率が向上する。熱可塑性樹
脂の１００重量部に対し、前記ワックスが２００重量部
を超える量であることが更に好ましい。

【００５９】なお、上限については特に制限がないが、
熱可塑性樹脂の１００重量部に対し、前記ワックスが９
００重量部を超える量であると、樹脂組成物粒子の強度
が不足し、壊れやすくなる等の問題が生じやすくなる。

【００６０】着色剤として無機系顔料を使用する場合等
には、樹脂組成物の比重を下げるために、その含有率を
低くすると、粉砕効率が低下する場合があるので、本願
発明においてワックスの役割は重要である。

【００６１】本願発明の趣旨に反しない限り、本願発明
においてワックスは、動物、植物、合成物を問わず、固
形状態では比較的もろく、比較的低温で溶融し、低粘度
の液状を示す、一般にろうまたはワックス呼ばれる、高
重合度の、脂肪酸、アルコール、脂肪酸とアルコールと
のエステル、飽和炭化水素を含む。

【００６２】これには、鯨ろう、蜜ろう、シナろう等の
高級脂肪酸と高級１価アルコールとのエステルに代表さ
れる固形エステルの他、石油製品の一つであるパラフィ
ン系合成ワックス等の石油ワックス、木ろうをも含める
ことができよう。

【００６３】この内でも、パラフィン系合成ワックス
が、安定した品質を得られ易いために好ましい。

【００６４】上記パラフィン系合成ワックスの例として
はエチレンワックスを挙げることができる。

【００６５】エチレンワックスの具体例としては、三井
化学（株）の商品名ハイワックス１００Ｐ、ハイワック
ス２００Ｐ、ハイワックス２１０Ｐ、ハイワックス２２
０Ｐ等を挙げることができる。

【００６６】着色剤を除外した樹脂組成物の比重が１よ
り小さいものが好ましいのは、誘電性液体中に保持する
場合に重力の影響を受けにくくでき、従って、空間にお
ける位置の保存性に優れるからである。このように空間
における位置の保存性に優れると、表示装置等に使用し
た場合に示された像のメモリ性が向上するのである。

【００６７】なお、若干でも誘電性液体の比重との間に
差があると、樹脂組成物粒子がいずれは浮上または沈降
することになる。表示装置の設計上は、浮上するよりは
沈降する方が好ましい。

【００６８】この意味から、樹脂組成物粒子の比重は、
周囲にある誘電性液体の比重以上であるという追加条件
を付すことが好ましい場合がある。

【００６９】一般に、樹脂組成物や樹脂組成物粒子の比
重が高い場合には、誘電性液体の比重を高くする必要性
が生じる。そして、通常誘電性液体の比重を高くするた
めには、ハロゲン含有化合物を使用することが多い。ハ
ロゲン含有化合物は、一般的に、発ガン性を有し、揮発
性もあるため、環境衛生上も好ましくない場合が多い。

【００７０】この点、本願発明に係る樹脂組成物や樹脂
組成物粒子を使用すれば、このようなハロゲン含有化合
物を使用する必要性がなくなるという利点も得ることが
できる。

【００７１】なお、後述する樹脂組成物の粉砕処理に関
連して、樹脂組成物の−５０℃におけるアイゾット衝撃
強度が０．５〜３０Ｊ／ｍの間にあることが好ましい場
合がある。３０Ｊ／ｍより高いと、粉砕処理効率が低下
する場合がある。また、０．５Ｊ／ｍより低いと樹脂組
成物片の大きさのバラツキが大きくなり、好ましくない
場合がある。

【００７２】また、樹脂組成物中の樹脂の１００重量部
に対し、ワックスが１００重量部を超える量であること
が好ましい。ワックスが１００重量部以下である場合に
は、粉砕処理効率が低下する場合が多くなるからであ
る。

【００７３】なお、粉砕処理効率の比較は、たとえば、
所定の大きさまでの処理が完了するまでの時間がどれほ
ど掛かるかで判断することができる。

【００７４】また、本願発明におけるワックスは、融点
を有し、溶融した状態での粘度が低いものであり、その
粘度が〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲にあることが望まし
い。このようなワックスを使用すると、後述する球状化
処理がスムーズに進むからである。この粘度はＪＩＳ
Ｋ６８６２に従って測定することができる。

【００７５】樹脂組成物または樹脂組成物粒子の着色に
ついては特に限定はなく、染料、顔料のいずれをも使用
することができるが、顔料を上記熱可塑性樹脂およびワ
ックスとブレンドする方法が、安定した品質を得ること
が容易であり、好ましい。

【００７６】白色顔料としては、アナターゼ、ルチル型
等の二酸化チタンをはじめ、チタン酸バリウム、軽質、
重質等の炭酸カルシウム、アルミナ、酸化亜鉛、硫化亜
鉛、酸化アンチモン、硫酸鉛、二酸化ケイ素などの公知
の顔料を用いることができる。

【００７７】なお、白色度を高めるために、隠蔽率の高
い粒径１００〜３００ｎｍの二酸化チタンを用いるのが
望ましい。

【００７８】また、黒色顔料としては、カーボンブラッ
ク、マグネタイト、アニリンブラック、あるいは銅、コ
バルト、鉄、マンガン、クロムなどからなる複合酸化物
などの公知の顔料および染料を用いることができる。

【００７９】さらに、分散性の向上や樹脂の変色を防止
するために、無機物、シラン化合物、樹脂などによる表
面処理を顔料に施してもよい。

【００８０】なお、顔料、染料以外にも粒子のζ電位等
の電気的特性を制御するために、リン酸三カルシウム、
塩化カルシウム、酸化カルシウムなどカルシウム塩を始
めとする無機物、および金属石鹸、ノニオン性、アニオ
ン性、カチオン性、両性等の界面活性剤を適宜混合して
もよい。

【００８１】白や黒以外の着色剤としては、１）溶性ア
ゾ系、モノアゾ系、ジスアゾ系などのアゾ顔料、（２）
フタロシアニン系、キナクリドン系、ペリリン系、ペリ
ノン系、イソインドリン系などの多環式顔料などがあ
る。

【００８２】なお、本願発明に係る樹脂組成物粒子は、
シート型表示装置での表示を可能とするため、図４の例
で示すように全体を１色で、または、図１で示すように
２色で着色されることが多い。

【００８３】上記で言う、「比重が１より小さい」と
は、このような、全体を１色でまたは２色で着色された
粒子の場合には、その全体に関するものである。

【００８４】なお、相異なる色の顔料を使用し２色で着
色されるような場合には、その相異なる表面領域を成す
球部分ごとに比重が相異なると、どちらかの色を持った
球部分が上側になり易いといった問題が生じ、上記した
メモリ性や泳動や回転の応答性の障害になるため好まし
くない場合が多い。従って、二つの球部分の比重は相互
にできるだけ近い方が望ましい。

【００８５】次に、本願発明に係る樹脂組成物粒子と表
示装置との製造方法の一例として、熱可塑性樹脂とワッ
クスとを含む２色に分けられた相異なる表面領域を有す
る樹脂組成物粒子（本願明細書では、単に２色粒子とも
いう）の製造方法およびこの樹脂組成物粒子を用いた表
示装置の製造方法を詳述する。

【００８６】まず、熱可塑性樹脂とワックスと着色剤と
をブレンドし、２つの相異なる色を有する樹脂組成物を
作製する。

【００８７】熱可塑性樹脂とワックスと着色剤とをブレ
ンドする方法としては、その全部を同時にブレンドする
方法、その内の二つをブレンドした後、残りの一つをブ
レンドする方法、着色剤を高濃度に含む熱可塑性樹脂や
ワックスを使用する方法（マスターバッチ法）等、各種
の方法を採用することができるが、最初に熱可塑性樹脂
と着色剤とをブレンドし、このブレンド物にワックスを
ブレンドし樹脂組成物を得る方法が、熱可塑性樹脂とワ
ックスとを先にブレンドする方法より、着色剤の分散状
態が良好である場合が多く、好ましい。

【００８８】熱可塑性樹脂と着色剤とをブレンドし、ブ
レンド物を得る方法としては、ロールミル、ニーダ、エ
クストルーダ、ホモジナイザ等の装置を用いて混練する
方法が適当である。

【００８９】ついで、このブレンド物にワックスをブレ
ンドする場合も、同様にロールミル、ニーダ、エクスト
ルーダ、ホモジナイザ等の装置を使用できる。

【００９０】なお、いずれの場合も、必要ならば適宜加
熱する。

【００９１】ついで、この樹脂組成物をシートに成形す
る。粉砕により２色粒子を製造するためには、図５に示
すように色の相異なる樹脂組成物をシート状に２枚積層
する。

【００９２】樹脂組成物粒子の相異なる表面領域は、こ
の２枚の積層から作製できる。

【００９３】シート状に積層するためには、樹脂組成物
を溶融し、この溶融物をシート状に押し出し成形し、積
層する方法の他、圧延ロールなどで溶融物を次第にシー
ト状に延展し、加熱／加圧プレス機で積層する方法を用
いることができる。本願に係る樹脂組成物は延展した場
合に引っ張り強度が十分でない場合が多いので、圧延ロ
ールや加圧プレス機を使用する方法の方が好ましい場合
が多い。

【００９４】ついで、このシートを粉砕して樹脂組成物
片を作成する。

【００９５】シートを粉砕する方法としては、本願発明
の趣旨に反しない限り、公知のどのような方法を採用す
ることも可能である。

【００９６】たとえば、ジェットミル、遠心ミルなどの
乾式粉砕や、ボールミル、ダイノミルなどの湿式粉砕す
る方法を挙げることができる。

【００９７】なお、たとえば液体窒素で冷却して粉砕す
る低温粉砕法が好ましく利用できる。

【００９８】樹脂組成物の積層体を粉砕する目的は、樹
脂組成物粒子を作製するに先立って、樹脂組成物の積層
体を樹脂組成物片にすることである。

【００９９】この樹脂組成物片の形状は特に限定され
ず、角張った不定形である場合が多いが、均一な性状の
樹脂組成物粒子を得るためには、所定の範囲の大きさに
サイズを揃えることが好ましい。

【０１００】上記の粉砕法に使用する装置にも、粒径を
揃えるための機能を有する簡単な篩等の部品が取り付け
られている場合が多いが、本願発明に係るシート型表示
装置に使用するためには不十分である場合が多い。

【０１０１】そこで、そのような場合には、篩分、遠心
分離、湿式や乾式の分級等の粒径を揃えるための技術を
採用することができる。たとえば、デカンテーションや
サイクロンの使用である。

【０１０２】本願発明に係る樹脂組成物粒子の粒径（直
径）は、２００μｍ以下であることが望ましく、１０〜
１００μｍの間がより好ましい。このため、樹脂組成物
片のサイズは、その球換算粒径がこのような範囲になる
ように調整、選択をすることができる。球換算粒径は、
コールターカウンタを使用する体積による球換算粒径と
して求めることができる。

【０１０３】ただし、樹脂組成物粒子の段階で、同様の
粒径の調整、選択をすることも可能なので、樹脂組成物
片の段階では、粒径の調整選択をせず、樹脂組成物粒子
の段階でのみ粒径の調整、選択をすることも、樹脂組成
物片の段階では、第１段の粒径の調整選択を行い、樹脂
組成物粒子の段階で第２段の粒径の調整、選択をするこ
とも可能である。

【０１０４】ついで、当該樹脂組成物片を加熱して、球
状化する。

【０１０５】球状化のための加熱方法としては、熱風処
理や、水、シリコーンオイル等で加熱する方法が挙げら
れる。樹脂組成物片を熱風にあてたり、加熱した水やシ
リコーンオイルに浸漬することで、樹脂組成物が溶融
し、表面張力により球状になる。

【０１０６】本願発明に係る樹脂組成物は、ワックスに
熱可塑性樹脂が部分的にでも溶解しているため、比較的
低温で溶融する。この効果を十分に発揮させるために
は、本願発明におけるワックスが、融点を有し、溶融し
た状態での粘度が低いものであり、その粘度が〜１００
０ｍＰａ・ｓの範囲にあることが望ましい。本願発明に
係る樹脂組成物の溶融や球状化処理がより容易になるか
らである。

【０１０７】最後に、このようにして得られた球状の粒
子をろ過、沈殿、遠心分離等により、回収し、洗浄、乾
燥することで、２色粒子が得られる。

【０１０８】なお、この段階で、粒径を揃える処理をす
る場合もある。そのような場合にも、樹脂組成物片の場
合と同様、篩分、遠心分離、湿式や乾式の分級等の技術
を採用することができる。

【０１０９】上記した種々の特徴を有する本願発明に係
る組成物を使用し、上記のようにして樹脂組成物粒子を
製造する本願発明に係る樹脂組成物粒子の製造方法によ
れば、上記シートを公知の方法で簡便に作製することが
でき、これを粉砕して容易に樹脂組成物片を作製でき、
さらにこの樹脂組成物片から容易に、真球性に優れた樹
脂組成物粒子を作製することができる。

【０１１０】本願発明に係るシート型表示装置は、この
２色粒子と、通常は透明な誘電性液体とを基材内部の空
隙に充填することで製造できる。

【０１１１】２色粒子と誘電性液体を基材内部の空隙に
充填する方法としては、（１）米国特許第４，１４３，
１０３号明細書に記載の硬化前のシリコーンゴムに２色
粒子を分散し、硬化したのち、シリコーンオイルにより
シリコーンゴムを膨潤する方法、（２）「ＡＮｅｗｌ
ｙＤｅｖｅｌｏｐｅｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＴｗ
ｉｓｔｉｎｇＢａｌｌＤｉｓｐｌａｙ」，Ｍ．Ｓａ
ｉｔｏｈｅｔ．ａｌ．：Ｐｒｏｃ．ｏｆＳＩ
Ｄ，Ｖｏｌ２３／４．１９８２に記載の、２色粒子をト
ルエン可溶性の熱可塑性樹脂で被覆し、ポリビニルアル
コールに分散し、硬化したのち、トルエンに浸す方法、
（３）特開平８−２３４６８６号公報に記載の界面重合
を用いて、誘電性液体と２色粒子とを熱可塑性樹脂膜で
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が挙げられる。

【０１１２】マイクロカプセルの作製方法としては、界
面重合法、ｉｎｓｉｔｕ重合、コンプレックスコアセ
ルベーション法などの公知の方法が用いられる。

【０１１３】このマイクロカプセルをポリビニルアルコ
ール、シリコーンゴムなどの公知の樹脂に分散し、ＰＥ
Ｔフィルムなどに塗布し、対向電極を設けることで表示
装置を作製することができる。あるいは、泳動粒子と誘
電性液体とを、対向電極を有するセルに封入してもよ
い。

【０１１４】なお、誘電性液体としては、鉱物油、動物
油、植物油、ジメチルシリコーンを用いることで、安全
性が高いシート型表示装置を提供できる。より具体的に
は、イソパラフィン、オレイン酸、リノール酸、オリー
ブ油、ヒマシ油、大豆油などがある。場合によっては、
トルエン、アセトン等の有機溶剤や純水を使用すること
ができる場合もある。

【０１１５】誘電性液体として適切かどうかは、例えば
荷電量を他の誘電性液体に比べ大きくできることによ
り、粒子の泳動を大きくできることの他、粒子中の成分
が抽出されにくいものであること、誘電体液体が封入さ
れる空隙から、その外部である基材内に移行しがたいこ
と等を挙げることができる。これらは、モデル実験で試
行錯誤により選択することが可能である。

【０１１６】このようにして、作製されたシート型表示
装置は、表示応答性とそのメモリ性に優れている。

【０１１７】図６は、本願発明に係るシート型表示装置
の１例の断面を示すモデル図である。図６において、泳
動回転粒子１と誘電性液体６とを含んだ空隙２が基材３
中に存在する。

【０１１８】基材３の上にはグリッド状の透明電極８
が、下には、透明電極８のグリッドとは直交するグリッ
ド状の電極９があり、これらを基板１２，１３が挟んで
いる。基板１２は目視１５を可能とするため透明になっ
ている。

【０１１９】この状態で、電源１４から電圧を印加する
と、図２の（ａ）〜（ｃ）に示したように泳動回転し、
像を表示する。

【０１２０】この像は電圧印加を停止した後も保持され
る。

【０１２１】なお、以上は２色粒子について説明した
が、粒子の泳動を利用するシート型表示装置に使用す
る、熱可塑性樹脂とワックスとを含む樹脂組成物よりな
り、１色の表面領域を有する樹脂組成物粒子（本願明細
書では、単に１色粒子ともいう）の場合にも、ほぼ同様
の工程を採用することができる。

【０１２２】１色粒子の場合、球状化処理については本
質的に必要な処理とは言えないが、表示装置のコントラ
ストをより高くするためには効果的である。球状にする
ことで、摩擦抵抗の低減や接触面積の低減等により泳動
粒子が凝集しやすくなるため、泳動した粒子が表示装置
の表示面側を完全に覆うようになり、コントラストが向
上する。

【０１２３】１色粒子を泳動粒子として使用するには、
誘電性液体とともにマイクロカプセル内に封入する。

【０１２４】また、図３に示すように、色の異なる２種
類の泳動回転粒子をマイクロカプセル、あるいはセルに
封入することでも表示装置を作製できる。

【０１２５】

【実施例】以下、実施例により本願発明をより詳細に説
明する。

【０１２６】なお、物性等は以下の方法によって測定し
た。

【０１２７】（粘度）ＪＩＳＫ６８６２に従って測
定した。

【０１２８】（粒径）樹脂組成物片の球換算粒径は、ベ
ックマン・コールター（株）のコールターカウンタを使
用し、体積による球換算粒径（球相当径）として求め
た。

【０１２９】樹脂組成物粒子の平均粒径は、ＣＬＳ−１
（ガライ社製）を用い、顕微鏡を使用し、遮光法により
求めた。

【０１３０】（真球性）ベックマン・コールター（株）
のコールターカウンタを使用し、粒子の画像を撮影し
て、画像解析により形状係数を測定した。形状係数が
１．０〜１．１の場合に真球であるとした。

【０１３１】なお、低密度ポリエチレン樹脂の比重は
０．９２程度、高密度ポリエチレン樹脂の比重は０．９
４、ワックスの比重は０．９５程度、ポリプロピレンの
比重は０．９２であった。

【０１３２】［実施例１］低密度ポリエチレン樹脂（メ
ルトインデックス１５０）３２重量部に、二酸化チタン
２０重量部をロールミルで混練した。

【０１３３】このブレンド物を、ロールミルを用いて、
エチレンワックス（融点１２５℃、１４０℃における粘
度２７．５ｍＰａ・ｓ）４８重量部により、溶融状態で
希釈することで、白色の樹脂組成物を作製した。その比
重は１．０８であった。

【０１３４】一方、低密度ポリエチレン樹脂（メルトイ
ンデックス１５０）２４．２５重量部に、カーボンブラ
ック１重量部とマグネタイト１８重量部とをロールミル
で混練した。

【０１３５】ついで、このブレンド物を、ロールミルを
用いて、エチレンワックス（融点１２５℃、１４０℃に
おける粘度２７．５ｍＰａ・ｓ）５６．７５重量部によ
り、溶融状態で希釈することで、黒色の樹脂組成物を作
製した。その比重は１．０６であった。

【０１３６】ついで、温度１３０℃の加圧プレス機を使
用して、上記各々の着色した樹脂組成物から厚さ１５μ
ｍのシートを作製した。

【０１３７】さらに、加圧下このシート同士を温度１１
０℃で融着させることで、図５に示すような白い層と黒
い層との２層の積層体を作製した。

【０１３８】ついで、この積層体を液体窒素に浸漬した
後、超音波ホモジナイザを用いて粉砕したところ、１０
μｍ〜１２０μｍの分布はあるものの、球換算による平
均粒径が５０〜８０μｍの樹脂組成物片が作製できた。

【０１３９】この樹脂組成物片は、１５０℃に加熱した
ジメチルシリコーンオイル中に浸漬すると、溶融し、そ
の表面張力により真球状となり、２色粒子となった。そ
の比重は１．０７であった。

【０１４０】篩分により、粒径が８０μｍ以上の粒子
と、粒径が３０μｍ以下の粒子を除去した。

【０１４１】この樹脂組成物粒子を２液性シリコーンゴ
ム中に分散し、このゴムを比重が０．９５のジメチルシ
リコーンオイル（１０ｃｓｔ）に１０時間浸漬し、対向
電極を設置することで表示装置を作製した。この電極間
に、１．１ｋｖ／ｍｍの電界を印加すると、２色粒子は
ジメチルシリコーンオイルの空隙中で回転した。

【０１４２】なお、ジメチルシリコーンオイルと２色粒
子との比重差は０．１２であり、シート型表示装置に使
用した場合、良好なメモリ性が期待される。

【０１４３】［実施例２］低密度ポリエチレン樹脂（メ
ルトインデックス２０）１６重量部に、二酸化チタン２
０重量部をロールミルで混練した。

【０１４４】このブレンド物を、ロールミルを用いて、
エチレンワックス（融点１２５℃、１４０℃における粘
度２７．５ｍＰａ・ｓ）６４重量部により、溶融状態で
希釈することで、白色の樹脂組成物を作製した。その比
重は１．０８であった。

【０１４５】一方、低密度ポリエチレン樹脂（メルトイ
ンデックス２０）１６．４重量部に、マグネタイト１８
重量部をロールミルで混練した。

【０１４６】このブレンド物を、ロールミルを用いて、
エチレンワックス（融点１２５℃、１４０℃における粘
度２７．５ｍＰａ・ｓ）６５．６重量部により、溶融状
態で希釈することで、黒色の樹脂組成物を作製した。そ
の比重は１．０６であった。

【０１４７】着色した樹脂組成物を各々ジェットミル粉
砕機により粉砕し、コールターカウンタを使用する体積
による平均球換算粒径３μｍの樹脂組成物粒子を作製し
た。

【０１４８】この樹脂組成物粒子を１８０℃に加熱した
ジメチルシリコーンオイル中に浸漬することで、真球状
に成形した。

【０１４９】樹脂組成物粒子を、比重が０．７８のイソ
パラフィン（エクソン化学社製の商品名アイソパーＧ）
中に、固形分濃度が３重量％（白と黒の比率１：１）と
なるように分散し、この分散液をＩＴＯ（インジウム−
錫酸化物）透明電極と金属電極とからなる対向電極（電
極間隔９０μｍ）を設けたセルに封入した。電極間に電
圧３００Ｖを印加すると、白と黒の粒子が異なる方向に
泳動した。

【０１５０】［実施例３］ポリプロピレン樹脂（メルト
インデックス６０）１９．６重量部に、カーボンブラッ
ク（粒径２０ｎｍ）２重量部をロールミルで混練した。

【０１５１】このブレンド物を、ロールミルを用いて、
プロピレンワックス（融点１３５℃、１８０℃における
粘度５．１ｍＰａ・ｓ）７８．４重量部により、溶融状
態で希釈することで、黒色の樹脂組成物を作製した。そ
の比重は０．９２であった。

【０１５２】黒色の樹脂組成物をジェットミル粉砕機に
より粉砕し、コールターカウンタを使用する体積による
平均球換算粒径３μｍの樹脂組成物粒子を作製した。

【０１５３】この樹脂組成物粒子を１８０℃に加熱した
ジメチルシリコーンオイル中に浸漬することで、真球状
に成形した。

【０１５４】樹脂組成物粒子を比重が０．７８のイソパ
ラフィン（エクソン化学社製の商品名アイソパーＧ）中
に、固形分濃度が５重量％となるように分散し、セルに
分散液を封入した。電極間に２００Ｖを印加すると、粒
子が泳動した。

【０１５５】［比較例１］低密度ポリエチレン樹脂（メ
ルトインデックス１５０）８０重量部に、二酸化チタン
２０重量部をロールミルで混練した。

【０１５６】このブレンド物を超音波ホモジナイザで粉
砕したところ、１時間を経過しても粉砕できず、樹脂組
成物片や樹脂組成物粒子は作製できなかった。

【０１５７】［実施例４］比較例１で得たブレンド物
を、ロールミルを用いて、エチレンワックス（融点１２
５℃、１４０℃における粘度２７．５ｍＰａ・ｓ）４０
重量部により、溶融状態で希釈することで、白色の樹脂
組成物を作製した。

【０１５８】この樹脂組成物を超音波ホモジナイザで粉
砕したところ、４０分で粉砕が可能であった。

【０１５９】［比較例２］高密度ポリエチレン樹脂（メ
ルトインデックス０．３５）８０重量部に、二酸化チタ
ン２０重量部を１軸ニーダにより混練した。ついで、こ
のブレンド物を、サンドグラインダにより、コールター
カウンタを使用する体積による平均球換算粒径１μｍま
で粉砕した。

【０１６０】この粒子をジメチルシリコーンオイル中で
加熱したところ、角張らない形状にはなったが、真球状
の粒子は製造できなかった。

【０１６１】

【発明の効果】本願発明に係る樹脂組成物は、樹脂組成
物粒子を製造する際に、シート化、粉砕、球状化が容易
であり、かつ、球状で、軽く、泳動や回転の応答性に優
れた樹脂組成物粒子を形成できる。

【０１６２】本願発明に係る樹脂組成物粒子は、球状
で、軽く、泳動や回転の応答性に優れており、シート型
表示装置は、表示応答性とそのメモリ性に優れている。

【０１６３】また、本願発明に係る樹脂組成物粒子とシ
ート型表示装置の製造方法によれば、樹脂組成物粒子を
製造する際に、シート化、粉砕、球状化が容易になる。

【０１６４】なお、上記に開示した内容から、下記の付
記に示した発明が導き出せる。

【０１６５】（付記１）電界の作用により回転および
／または泳動する樹脂組成物粒子を形成するまたは形成
できる樹脂組成物であって、熱可塑性樹脂とワックス
と、選択的に着色剤とを含み、着色剤を除外した比重が
１より小さい樹脂組成物。

【０１６６】（付記２）前記熱可塑性樹脂の１００重
量部に対し、前記ワックスが１００重量部を超える量で
ある付記１に記載の樹脂組成物。

【０１６７】（付記３）前記熱可塑性樹脂が、ポリオ
レフィン系ポリマーおよびこれらのブレンド体から選択
された群の少なくとも一つである付記１または２に記載
の樹脂組成物。

【０１６８】（付記４）前記熱可塑性樹脂が、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、これらの共重合体およびこれ
らのブレンド体から選択された群の少なくとも一つであ
る付記１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物。

【０１６９】（付記５）前記ワックスが融点を有し、
当該融点における粘度が１００〜１０００ｍＰａ・ｓの
範囲内にある付記１〜４のいずれかに記載の樹脂組成
物。

【０１７０】（付記６）前記ワックスがパラフィン系
合成ワックスである付記１〜５のいずれかに記載の樹脂
組成物。

【０１７１】（付記７）前記熱可塑性樹脂の溶解性パ
ラメータと前記ワックスの溶解性パラメータとの差が、
０．２以下である付記１〜６のいずれかに記載の樹脂組
成物。

【０１７２】（付記８）付記１〜７に記載の樹脂組成
物よりなる樹脂組成物粒子を、電界の作用により、シー
ト内で回転および／または泳動させて表示を行うシート
型表示装置。

【０１７３】（付記９）熱可塑性樹脂とワックスとを
溶融ブレンドし、樹脂組成物となす段階と、当該樹脂組
成物をシートに成形する段階と、当該シートを粉砕して
樹脂組成物片を作成する段階と、当該樹脂組成物片を加
熱して、球状化する段階とを含む、付記１〜７に記載の
樹脂組成物よりなる樹脂組成物粒子の製造方法。

【０１７４】（付記１０）前記の、熱可塑性樹脂とワ
ックスとを溶融ブレンドし、樹脂組成物となす段階が、
前記熱可塑性樹脂に着色剤をブレンドし、ブレンド物と
なした後、当該ブレンド物に、ワックスをさらにブレン
ドすることを含む付記９に記載の樹脂組成物粒子の製造
方法。

【０１７５】（付記１１）前記の樹脂組成物をシート
に成形する段階で生成するシートが色の異なる２層をな
すシートである付記９または１０に記載の樹脂組成物粒
子の製造方法。

【０１７６】（付記１２）付記８に記載のシート型表
示装置の製造方法において、前記樹脂組成物粒子が、熱
可塑性樹脂とワックスとを溶融ブレンドし、樹脂組成物
となす段階と、当該樹脂組成物をシートに成形する段階
と、当該シートを粉砕して樹脂組成物片を作成する段階
と、当該樹脂組成物片を加熱して、球状化する段階とを
含む方法で製造されるシート型表示装置の製造方法。

【０１７７】（付記１３）前記の、熱可塑性樹脂とワ
ックスとを溶融ブレンドし、樹脂組成物となす段階が、
前記熱可塑性樹脂に着色剤をブレンドし、ブレンド物と
なした後、当該ブレンド物に、加熱しながらワックスを
さらにブレンドすることを含む付記１２に記載のシート
型表示装置の製造方法。

【０１７８】（付記１４）前記の樹脂組成物をシート
に成形する段階で生成するシートが色の異なる２層をな
すシートである付記１２または１３に記載のシート型表
示装置の製造方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】２色粒子である泳動回転粒子を用いたシート型
表示装置の断面モデル図である。

【図２】電界の印加により、泳動回転する泳動回転粒子
の様子を示すモデル図である。

【図３】表示装置用マイクロカプセルの断面図の一例で
ある。

【図４】表示装置用マイクロカプセルの断面図の他の一
例である。

【図５】熱可塑性樹脂とワックスとの樹脂組成物の積層
体の断面図である。

【図６】本願発明に係るシート型表示装置の１例の断面
を示すモデル図である。

【符号の説明】

１泳動回転粒子２空隙３基材４半球部分５半球部分６誘電性液体７マイクロカプセル８，９電極１２，１３基板１４電源１５目視

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 101:00）Ｆターム(参考） 4F070 AA13 AA15 AC04 AC14 AC15 AC94 AE04 AE19 DA11 DA46 DC01 4J002 AE001 AE031 AE041 BB032 BB122 DA036 DE046 DE106 DE116 DE126 DE136 DE146 DE186 DE236 DG026 DG046 DJ016 EN056 FD096 GQ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電界の作用により、シート内の樹脂組成
物粒子を回転および／または泳動させて表示を行うシー
ト型表示装置において、当該樹脂組成物粒子が熱可塑性
樹脂とワックスと、選択的に着色剤とを含む樹脂組成物
よりなり、着色剤を除外した当該樹脂組成物の比重が１
より小さいシート型表示装置。
【請求項２】前記樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の１０
０重量部に対し、ワックスが１００重量部を超える量で
ある請求項１に記載のシート型表示装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のシート型表示
装置の製造方法において、前記樹脂組成物粒子が、熱可塑性樹脂とワックスとを溶融ブレンドし、樹脂組成
物となす段階と、当該樹脂組成物をシートに成形する段階と、当該シートを粉砕して樹脂組成物片を作成する段階と、当該樹脂組成物片を加熱して、球状化する段階とを含む
方法で製造されるシート型表示装置の製造方法。
【請求項４】前記の、熱可塑性樹脂とワックスとを溶
融ブレンドし、樹脂組成物となす段階が、前記熱可塑性
樹脂に着色剤をブレンドし、ブレンド物となした後、当
該ブレンド物に、ワックスをさらにブレンドすることを
含む請求項３に記載のシート型表示装置の製造方法。