用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒及其制造方法
专利名称：用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于磁致移动式显示(magnetophoretic display)的彩色磁性颗粒及其制造方法，更具体涉及用于磁致移动式显示板的彩色磁性颗粒，该显示板适合使用磁致移动(magnetophoresis)或磁性移动来进行显示以及这种彩色磁性颗粒的制造方法。
在本领域中通常被称为幼儿绘画板的磁性画板的构造一般是由许多六角形小室形成的蜂窝状芯板被密封安装在一块透明或半透明画板或基板与一块和画板相对安置的正面板(face member)之间，每个小室都含有可塑分散液，分散液含有密封于其中的磁性颗粒。
在这样构造的常规磁性画板中，磁笔末端与平板的绘图面接触，从而使磁场作用于可塑分散液，引起磁性颗粒上升到绘图面，由于用于分散液的分散介质和磁性颗粒的颜色对比，从而可使希望的图画或字母显示在绘图面上。并且，可滑动安装在正面板下的消磁棒的移动可使已上升的磁性颗粒下沉到分散液中，从而消去显示的图画或字母。
通常用于这一目的的可塑分散液一般是通过将磁性颗粒、含微细颗粒的增稠剂和颜料混合在分散介质中得到的。分散介质可选自例如剂型分散介质如水、乙二醇等和非剂型分散介质如有机溶剂、油等。磁性颗粒可选自磁性氧化物颗粒如黑磁铁矿、γ-赤铁矿、二氧化铬、铁氧体等和磁性金属材料颗粒如铁、钴、镍等的合金。微细颗粒增稠剂可选自粉碎的硅酸盐如硅酸酐、水合硅酸钙、水合硅酸铝、二氧化硅粉、硅藻土、高岭土、粘土、陶土或其混合物；氧化铝；超轻质碳酸钙；超轻质活性碳酸钙；重质碳酸钙；水合碱性碳酸镁；硫酸钡等。着色剂可选自白色颜料、有色颜料、染料等。使用可塑分散液可使图形或字母显示在绘画表面上，这归因于白色或不透明白色分散介质的底色与黑色磁性颗粒画成的线间的对比。
上述磁致移动式显示装置中黑线是画在白底上的，作为其后的一种新的显示板，需要发展一种构造成能进行彩色显示的磁致移动式显示装置。本发明人也进行了实现这种彩色磁致移动式显示板的研究。为这一目的已经提出的的技术包括金属粉末着色技术、研磨技术和喷雾干燥技术。
研磨技术是指将作为磁性颗粒的铁粉、颜料和合成树脂彼此混合制备混合材料，干燥该材料并将其研磨形成具有均匀粒径的颗粒。研磨技术使材料具有彩色。然而，该技术导致颜料在研磨步骤中从材料上剥离，从而产生细粉，导致分散液的污染。喷雾干燥技术包括将作为磁性颗粒的铁粉、颜料和合成树脂混合到一起制备液体混合物的步骤和在热空气下喷洒该混合物以形成所需粒径的颗粒。这样，喷雾技术是不含任何研磨步骤的，从而消除了由于研磨使颜料从每个颗粒上剥离。然而，喷雾技术由于在喷雾过程中颗粒与空气的冲击而导致颜料从颗粒上的剥离。而且，它们引起颜料从颗粒上剥离形成不需要的颗粒。而且，即使现有技术能提供防止颜料在颗粒的制造过程中从颗粒上剥离的彩色磁性颗粒，当被可塑分散液体一起密封在磁致移动式显示板中时，这样的彩色磁性颗粒仍会导致着色层逐渐从每个颗粒上剥离，这是因为在使用磁致移动式显示板时分散液中的磁性颗粒在其重复上升和下降的过程中会彼此碰撞。这会造成经过较长一段时间后颜料从溶解在分散介质中的着色层剥离，导致分散介质的污染。
本发明是鉴于现有技术中的上述缺点而作出的。
因此，本发明的目的是提供用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒，能基本防止颜料从磁性颗粒基体(elemem)上剥离。
本发明的另一目的是提供用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒，能防止分散介质的污染。
本发明还有一个目的是提供一种改进的制造所述用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒的方法。
按照本发明的一个方面，提供了用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒，该颗粒包含在用于磁致移动式显示板的可塑分散液中。彩色磁性颗粒包括磁性颗粒基体；使用翻滚、流化和粒化型涂布装置由第一分散液在每个磁性颗粒基体上形成的一着色层，从而使每个磁性颗粒着色，第一分散液由颜料、合成树脂和水构成，合成树脂是水乳液形式的；和在着色层上形成的一保护层，保护层由第二分散液形成，第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
在本发明的一个优选实施方案中，每个彩色磁性颗粒还包括一层在着色层下形成的白色底涂层，其中白色底涂层是通过在涂布装置中将第三分散液以雾装小滴的形式喷洒而在每个磁性颗粒基体上由第三分散液形成的，第三分散液是由钛白、合成树脂和水构成的。
在本发明的一个优选实施方案中，彩色磁性颗粒含有75-77重量百分比磁性颗粒基体，13-14重量百分比的颜料和9-10重量百分比的合成树脂。
在本发明的一个优选实施方案中，彩色磁性颗粒具有80-150emu/g的饱和磁化强度和当向其施加1千奥斯特磁场时，磁化强度为35-65emu/g。
在本发明的一个优选实施方案中，占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
在本发明的一个优选实施方案中，磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
按照本发明的另一方面，提供了一种制造用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒的方法，该颗粒包含在用于磁致移动式显示板的可塑分散液中。该方法包括下列步骤使用翻滚、流化和粒化型涂布装置由第一分散液在每个磁性颗粒基体上形成一着色层，从而使每个磁性颗粒着色，第一分散液由颜料、合成树脂和水构成，合成树脂是水乳液形式的；和在着色层上形成一保护层，保护层由第二分散液形成，第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
在本发明的一个优选实施方案中，该方法还包括在着色层的形成步骤前在每个磁性颗粒基体上形成一白色底涂层的步骤，该底涂层是由第三分散液形成的，第三分散液由钛白、合成树脂和水构成。
在本发明的一个优选实施方案中，着色层是通过在涂布装置中将第一分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
在本发明的一个优选实施方案中，保护层是通过在涂布装置中将第二分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
在本发明的一个优选实施方案中，白色底涂层是通过在涂布装置中将第三分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
在本发明的一个优选实施方案中，第分散液是在低于合成树脂的玻璃态转化温度的生产温度下涂布在磁性颗粒基体上的。
在本发明的一个优选实施方案中，磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
在本发明的一个优选实施方案中，颜料的粒径在0.01-6μm之间。
因为当结合附图考虑时，参考下文详述可以更好地理解本发明的这些和其他目的以及许多附带优点；其中
图1表示翻滚、流化和粒化型涂布装置的透视图，该装置适合用于制造本发明的彩色磁性颗粒；图2是图1所示的翻滚、流化和粒化型涂布装置的不完整的剖视图；图3表示本发明磁性颗粒的放大剖视图，在该颗粒上有层着色层；图4表示另一磁性颗粒实例的放大剖视图，该颗粒上有白色底涂层，其上有一层着色层；图5A和图5B分别表示根据本发明用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒实例的放大剖视图，其中还形成了保护层；图6表示磁致移动式显示板的透视图，其中加入了本发明的彩色磁性颗粒；和图7表示图6的磁致移动式显示板的操作透视图。
下面将参考附图详细说明本发明的用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒和制造该颗粒的方法。
根据本发明用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒通常由磁性颗粒基体、颜料和合成树脂构成，该颗粒被用于磁致移动式显示板。
磁性颗粒基体可以是由硅钢材料或不锈钢制成的。更具体的，不锈钢材料如SUS 343、SUS 343L、SUS 405/SUS410L/SUS 430/SUS 434/SUS329J1等适合用于这一目的。磁性颗粒基体在进行着色前优选具有2.3-3.0g/cm3的表观密度和130-200emu/g的饱和磁化强度。饱和磁化强度的最佳值可选自130-160emu/g。而且，在现有技术中也可将由氧化物磁性材料或金属(金属磁性材料)制成的磁性材料用于这一目的。氧化物磁性材料包括黑磁石、γ-赤铁矿、二氧化铬、铁氧体等。金属磁性材料包括铁、钴和镍的合金。磁性颗粒基体的直径可为40-100μm。
用于使磁性颗粒基体着色的颜料包括，例如红颜料、黄颜料、蓝颜料、绿颜料，蓝颜料与黄颜料的混合物。红颜料包括永久红、坚牢红、颜料红、亮洋红、tinting red、铁丹等。黄色颜料包括坚牢黄、颜料黄、颜料桔、酸性黄、汉撒黄、铁黄等。蓝色颜料包括深蓝、钴蓝、普鲁士蓝、群青色等。绿颜料包括酞箐绿、颜料绿、钴绿等。然而，适合用于本发明的颜料并不仅限于上述这些有机和无机颜料。因此，通过研磨有色树脂材料制得的树脂颜料可能也适合用于这一目的。
只有颜料的存在不能保证将颜料固定在每个磁性颗粒基体上。因此，向颜料中加入上述的合成树脂，与此混合，从而保证将颜料可靠地固定在磁性材料基体上。
合成树脂是水乳液形式的，其中使用水作为分散介质。该乳液可包括丙烯酸酯乳液树脂、丙烯酸系共聚物乳液、丙烯酸酯苯乙烯共聚物乳液、醋酸乙烯酯乳液等。下面将说明使用水乳液的原因。当向溶剂中加入溶剂可溶性树脂，需要安置防爆装置和溶剂回收装置，导致彩色磁性颗粒的生产成本增加。而且，可使用与制备水乳液同样的装置将水溶性树脂溶解在水中。然而，这样的树脂是吸湿的，导致其不适合在实践中用于这一目的。此外，溶剂可溶性树脂和水可溶性树脂在溶剂或水从树脂中蒸发后都会表现出粘度或粘性增加，从而引起磁性颗粒基体易于凝聚或聚结到一起。相反，当乳液保持在40℃的较低温度或更低的温度下既能将乳液涂布在磁性颗粒基体上，同时又降低其粘度或粘性。据发现，乳液中所含树脂的玻璃态转化温度为40℃，因此在大约30℃的温度下涂布乳液可防止磁性颗粒基体的聚结或凝聚。
在用图说明的实施方式中，调节磁化强度可使着色层令人满意地形成于磁性颗粒基体上。为达到这一目的，磁性颗粒基体的含量为75-77％(重量)，其余部分由颜料和合成树脂构成。构成其余部分的颜料和合成树脂的含量分别是13-14％(重量)和9-10％(重量)。这样的颜料和合成树脂分别包括用于下述的白色底涂层的颜料和下述用于保护层的合成树脂。
为制造这样的彩色磁性颗粒，将合成树脂的一半、颜料和水互相结合形成固体含量为30-50％的分散体。然后，用翻滚、流化和粒化型涂布装置20将该分散体进行粒化，该涂布装置的构造如图1和2所示。固体含量低于30％导致粒化需要更多时间，从而导致效率降低以及颜料从磁性颗粒基体上剥离。然而，当固体含量高于50％会导致不利的粘度增加，从而引起被喷雾的分散体雾状小滴尺寸增加，导致易于发生不希望的磁性颗粒基体的聚结。
首先，将磁性颗粒基体12装入流体箱22中，在该流体箱底部有一个配备了叶片24的转子26。流动空气(热空气)28通过间隙被注入流体箱22中，间隙位于装有叶片的转子26的外圆周和装置20的侧壁之间，这样通过叶片24和转子26之间的协同作用可对磁性颗粒基体进行充分的翻滚和压实处理。然后，当磁性颗粒基体通过翻滚移动到转子26的外圆周时，将分散液32以雾状小滴的形式从喷嘴30中喷出，其中的分散液32是通过将上述合成树脂、颜料和水相互混合而制得的，这样磁性颗粒基体12就被该分散液涂布了。这会导致携带着分散液32的磁性颗粒基体12被吹到流体箱22中的上部中央区域，然后沿转子26上的中央锥形区26a的尖锥部分循环。按照用分散液湿润磁性颗粒基体、使被湿润的基体吸收其上的分散液、通过挤压使每个基体形成球形和之后通过干燥使磁性颗粒基体固化的顺序重复这一工艺。这会导致形成的磁性颗粒紧接着与着色层粒化，这样就得到了图3所示的彩色磁性颗粒基体，每个彩色磁性颗粒基体分别由一个磁性颗粒基体12和在该基体上如此形成的着色层14构成。
上述结构的翻滚、流化和粒化型涂布装置20容许用于彩色磁性颗粒的各成分的含水量保持的高水平上时进行粒化，这样就可在相对较短的时间内制备彩色磁性颗粒。在磁性颗粒基体保持半干、被磁性颗粒基体的翻滚形成的旋涡吸引时进行粒化，这样细粉末形式的颜料附着到每个磁性颗粒基体表面，从而使颜料细粉的残留最小，这样就使彩色磁性颗粒的粒径分布变得尖锐。因此调节湿润和干燥的平衡就可控制彩色磁性颗粒的密度。
优选彩色磁性颗粒的粒径为0.01-6μm。粒径小于0.01μm易于产生在彩色磁性颗粒的制造过程中污染分散介质的细粉，粒径大于6μm不能使彩色磁性颗粒具有令人满意的色度。确保彩色磁性颗粒令人满意的色度的特别适合的粒径在0.1-4μm范围内。
如上所述，翻滚、流化和粒化型涂布装置使颜料均匀涂布在每个磁性颗粒基体上。这使彩色磁性颗粒的粒径均匀且其磁化强度也是平均的，这样彩色磁性颗粒就可具有令人满意的颜色，从而导致色度增加。
而且，上述涂布可使粒化在保持磁性颗粒基体被磁性颗粒基体的翻滚形成的旋涡所吸引的状态下进行，导致细粉的残留最小化。这有效防止了每个磁致移动式显示板的小室中所含分散介质的污染。
在蓝色、红色、绿色和黄色中，可以使绿色和蓝色变得明亮或光亮。然而，不可能使红色和黄色变得明亮或光亮。这是因为由不锈钢制成的磁性颗粒基体12是灰色的；因此，在作为基底的磁性颗粒基体12上涂布分散液的情况下，暗色或亮度减少的色彩如绿色和蓝色不易被基底的色彩所影响，而亮色或亮度增加的色彩由于会通过该色彩看到基底或每个磁性颗粒基体而易于变暗。
考虑到上述情况，关于着红色和黄色的磁性颗粒，举例说明的实施方式可优选以这样的方式构造，即分散液由7％(重量)钛白(二氧化钛)作为白色颜料，这是上述13-14％(重量)颜料的一部分，1％(重量)合成树脂，这是上述9-10％(重量)合成树脂的一部分，和水构成，以便其中分散的固体含量为30-50％(重量)。然后，在涂布装置中将如此形成的分散液以雾状小滴的形式喷到磁性颗粒基体上，在磁性颗粒基体上形成白色底涂层。随后，优选将红色或黄色分散液涂布在如此形成的白色底涂层上。在这一实例中，如图4所示，在每个磁性颗粒基体12上形成白色底涂层18，然后在白色底涂层18上形成着色层14。同样在着蓝色和绿色的磁性颗粒中，也优选在每个磁性颗粒基体和颜料形成的着色层之间优选形成一层这样的白色底涂层。
根据操作条件的不同，在同样的条件下涂布所有的由颜料和合成树脂构成的分散液会导致由颜料构成的着色层有少量从基底或每个磁性颗粒基体上剥离。因此，考虑到涂布的容易性和彩色磁性颗粒的整体强度，优选将先前预留的另一半合成树脂分散在水中形成固体含量为20-30％(重量)的分散液。然后，在上述的涂布装置中将该分散液以雾状小滴的形式喷到磁性颗粒基体上，由此在其上进行外涂布。固体含量低于20％造成制造彩色磁性颗粒需要更多时间，导致生产效率的降低，而固体含量超过30％会造成分散液的粘性过度增加，导致易于发生磁性颗粒基体的聚结。如图5A和5B所示，这样的外涂布使由合成树脂构成的保护层16形成在每个磁性颗粒基体12上形成的着色层14上，由此保护层16可有效防止着色层14从磁性颗粒基体12上剥离。特别是彩色磁性颗粒10或10a在使用磁致移动式显示板的过程中重复上升和下降造成磁性颗粒10或10a彼此碰撞，这样着色层14就逐渐从每个磁性颗粒12上剥离并且经过较长时间后会溶解在显示板所容纳的分散介质中。这导致分散介质被如此溶解在其中的着色层物质所污染。在说明性的实施方式中，保护层16使着色层14从磁性颗粒12上的剥离最小化，由此充分地防止了分散介质的污染，从而确保磁致移动式显示板经过较长时间后仍能清晰的显示。
希望形成的外涂层的含量占彩色磁性颗粒总重量的10％(重量)或更低。含量超过10％(重量)会造成着色层厚度相对减少，尽管这会增加着色层的剥离强度但降低了其色度。考虑到剥离强度和色度的关系，该含量的最佳值为3-6％(重量)。
如上所述说明性实例中构造的彩色磁性颗粒10或10a与可塑分散液一起装在预定形状的蜂窝状芯板中，可塑分散液是通过在剂型分散介质如水、乙二醇等或非剂型分散介质如有机溶剂、油等中混合微粒增稠剂和颜料而制备的。然后在蜂窝状芯板的正面和背面都贴附一块板件，这样就完成了图6所示的磁致移动式显示板40。蜂窝状芯板小室或小室组A、B、C…都包括许多小室，小室中分别装入了颜色不同的彩色磁性颗粒10。
下面将参考图7说明如此构造的磁致移动式显示板的操作方式。
当磁笔42在如上所述构造类型的磁致移动式显示板40的绘图面上移动时，其末端与绘图面接触，或当横向移动可滑动安置在板40的背面的消磁棒44时，磁场作用于可塑分散液46。这使彩色磁性颗粒10上升到绘图面或下降而离开绘图面，从而可使希望的图画或字母显示在绘图面上或从其上消去。如上所述能防止着色彩色磁性颗粒10污染分散介质48，导致当颗粒上升至绘图面时表现出色度增加的不同颜色，从而实现磁致移动式显示板的多种色彩。
磁性颗粒基体被着色后的饱和磁化强度优选80-150emu/g。而且当磁场为1千奥斯特时，希望得到的彩色磁性颗粒的磁化强度是35-65emu/g，这是在向其施加1KOe磁场时使用振动样本型磁强计(Model VSM2，由TOEI INDUSTRYCO.,LTD.制造)测量得到的，其中1KOe的磁场强度大约相当于在磁致移动式显示板40上使用磁笔42的磁致移动式显示板操作过程中所显示出的磁场强度。这令磁笔42能使磁性颗粒10令人满意地上升或下降。磁化强度低于35emu/g导致彩色磁性颗粒10的上升或下降太慢并且显示的颜色浅或暗，而磁化强度大于65emu/g会导致与磁笔42接触的小室相邻小室中的彩色磁性颗粒10与前者小室中的彩色磁性颗粒一样上升，这样画出的线侧端会不利地形成细触须样投影和/或虚线。磁化强度的最佳值为40-55emu/g。
而且，优选完成的彩色磁性颗粒中90％(重量)或更多的粒径为50-130μm。彩色磁性颗粒的粒径在50-130μm范围内能确保最有效地完成涂布剂的涂布操作并且画出清晰的线。粒径小于50μm造成每个小室中的彩色磁性颗粒数目过多，导致彩色磁性颗粒不能迅速地对磁笔的移动作出反应。粒径大于130μm造成每个小室中的彩色磁性颗粒数目不利地降低，画出的线粗糙。此外，当分布在上述粒径范围内的彩色磁性颗粒的数量低于90％(重量)％时，由于颗粒的尺寸不均匀，磁致移动式显示板不能在绘图面上画出清晰的线。
从前述中可看出，本发明是这样构成的，即构成分散液的合成树脂是水乳液形式的。这样的构成可在降低分散液的粘度或粘性的同时完成涂布，从而实质上能防止磁性颗粒基体聚结到一起以及着色层从其上剥离。
此外，根据本发明，彩色磁性颗粒都包括由分散液构成且形成于着色层上的保护层，该分散液是将合成树脂分散在水中形成的。这样的构成能有效防止在磁致移动式显示板的使用过程中由于彩色磁性颗粒重复上升和下降时彩色磁性颗粒互相碰撞而使着色层从每个磁性颗粒基体上剥离，从而防止板中容纳的分散介质被污染。这确保了显示板经过较长时间后仍能青晰的显示。
此外，在本发明中，白色底涂层可形成于着色层下，其中的白色底涂层是由钛白、合成树脂和水构成的分散液形成的并在涂布装置中以雾状小滴的形式喷到每个磁性颗粒基体上。当着色层是有亮度减少的材料构成时，这会防止着色层受磁性颗粒基体的色彩影响，从而防止着色层变暗或无光。
参考下面的实施例将更易于理解本发明；然而该实施例是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的范围。
实施例需要下列用于彩色磁性颗粒的成分磁性颗粒基体SUS 343L不锈钢(粒径为44μm至105μm)合成树脂丙烯酸树脂乳液(固体含量40％的含水分散液)颜料普鲁士蓝，钛白。
将7％(重量)钛白和1％(重量)合成树脂加入水中并在其中分散，制备出固体含量为50％的第一分散液。同样，将7％(重量)普鲁士蓝和3％(重量)合成树脂加入水中并在其中分散，从而制各出固体含量为40％的第二分散液。此外，将合成树脂加入水中并在其中分散，制备出固体含量为30％的第三分散液。然后，将用于磁性颗粒基体的SUS 343L粉装入翻滚、流化和粒化型涂布装置中，然后在该涂布装置中将第一分散液以雾状小滴的形式喷出，同时用加热至75℃且流速为20m3/min的热空气流化SUS粉。适当地平衡第一分散液的喷射速率和用于喷射的空气的流动速率，使第一分散液以细滴的形式喷出，从而在磁性颗粒基体上进行涂布。然后，将第一分散液全部涂布到每个磁性颗粒基体上，于其上形成白色底涂层，同时控制第一分散液的喷射速率从而将生产温度设置在30-32℃，以确保涂布在低于乳液中的树脂的玻璃态转化温度下进行。将上述温度设置在一定范围内，使产品适合被湿润并防止着色层从每个磁性颗粒基体上剥离以及磁性颗粒基体的聚结。
然后，将第二分散液以雾状小滴的形式喷出，同时在如上述同样的温度和速度条件下流化SUS粉或磁性颗粒基体。此外，将第二分散液全部涂布到每个磁性颗粒基体上，于其上形成着色层，同时控制第二分散液的喷射速率从而将生产温度设定在30-32℃。
之后，将第三分散液以雾状小滴的形式喷出，同时在如上述同样的温度和速度条件下流化SUS粉或磁性颗粒基体。此外，将第三分散液全部涂布到每个磁性颗粒基体上，于其上形成保护层，同时控制第三分散液的喷射速率从而将生产温度设定在30-32℃。
接着，将如此处理过的磁性颗粒基体加热到50℃，由此将水从中蒸发出来，得到本发明的蓝色磁性颗粒。
尽管本发明的优选实施方式已参考附图在一定的特性程度上进行了解释，但考虑到上述内容，明显的修改和改变是可能的。因此，很明显在附加权利要求的范围内，本发明可以与特定描述不同的方式实现。
权利要求
1．用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒，该颗粒包含在磁致移动式显示板使用的可塑分散液中，包括磁性颗粒基体；使用翻滚、流化和粒化型涂布装置在每个磁性颗粒基体上由第一分散液形成的一着色层，从而使每个所述磁性颗粒着色；所述第一分散液由颜料、合成树脂和水构成；所述合成树脂是水乳液形式的；和在所述着色层上形成的一保护层，所述保护层由第二分散液形成，第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
2．根据权利要求1所述的彩色磁性颗粒，其中每个彩色磁性颗粒还包括一层在所述着色层下形成的白色底涂层；所述白色底涂层是通过在所述涂布装置中以雾状小滴的形式喷洒第三分散液而在每个磁性颗粒基体上由第三分散液形成的，第三分散液是由钛白、合成树脂和水构成的。
3．根据权利要求1或2所述的彩色磁性颗粒，其中彩色磁性颗粒含有75-77重量百分比的磁性颗粒基体，13-14重量百分比的颜料和9-10重量百分比的合成树脂。
4．根据权利要求1或2所述的彩色磁性颗粒，其中彩色磁性颗粒的饱和磁化强度为80-150emu/g并当向其施加1千奥斯特磁场时，其磁化强度为35-65emu/g。
5．根据权利要求3所述的彩色磁性颗粒，其中彩色磁性颗粒的饱和磁化强度为80-150emu/g并当向其施加1千奥斯特磁场时，其磁化强度为35-65emu/g。
6．根据权利要求1或2所述的彩色磁性颗粒，其中占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
7．根据权利要求3所述的彩色磁性颗粒，其中占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
8．根据权利要求4所述的彩色磁性颗粒，其中占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
9．根据权利要求5所述的彩色磁性颗粒，其中占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
10．根据权利要求4所述的彩色磁性颗粒，其中所述磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
11．根据权利要求5所述的彩色磁性颗粒，其中所述磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
12．一种制造用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒的方法，该颗粒包含在磁致移动式显示板使用的可塑分散液中，该方法包括下列步骤使用翻滚、流化和粒化型涂布装置由第一分散液在每个磁性颗粒基体上形成一着色层，从而使每个磁性颗粒着色；所述第一分散液由颜料、合成树脂和水构成；所述合成树脂是水乳液形式的；和在所述着色层上形成一保护层，所述保护层由第二分散液形成，第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
13．根据权利要求12所述的彩色磁性颗粒的制造方法，该方法还包括在形成所述着色层的步骤前在每个磁性颗粒基体上形成一白色底涂层的步骤，该底涂层是由第三分散液形成，第三分散液由钛白、合成树脂和水构成。
14．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述着色层是通过在所述涂布装置中将第一分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
15．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述保护层是通过在所述涂布装置中将第二分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
16．根据权利要求14所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述保护层是通过在所述涂布装置中将第二分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
17．根据权利要求13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述白色底涂层是通过在涂布装置中将第三分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
18．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述第一分散液是在低于所述合成树脂的玻璃态转化温度的性产温度下涂布在所述磁性颗粒基体上的。
19．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
20．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中颜料的粒径在0.01-6μm之间。
全文摘要
用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒(10,10a),该颗粒基本能防止颜料从其上剥离,从而防止在磁致移动式显示板(40)的使用过程中分散介质被污染,以及制造该彩色磁性颗粒的方法。该彩色磁性颗粒(10)包括磁性颗粒基体(12)和着色层(14),该着色层是用翻滚、流化和粒化型涂布装置(20)由第一分散液在每个彩色磁性颗粒基体(12)上形成的,从而使每个磁性颗粒(12)着色。第一分散液由颜料、合成树脂和水构成。合成树脂是水乳液形式的。每个彩色磁性颗粒(10)都包括一层在着色层(14)上形成的保护层(16)。保护层(16)是由第二分散液形成的,第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
文档编号G09F9/37GK1298805SQ00128
公开日2001年6月13日 申请日期2000年10月20日 优先权日1999年12月3日
发明者小山昭弘 申请人:美哥特株式会社, 株式会社大可乐
技术领域：
本发明涉及用于磁致移动式显示(magnetophoretic display)的彩色磁性颗粒及其制造方法，更具体涉及用于磁致移动式显示板的彩色磁性颗粒，该显示板适合使用磁致移动(magnetophoresis)或磁性移动来进行显示以及这种彩色磁性颗粒的制造方法。
在本领域中通常被称为幼儿绘画板的磁性画板的构造一般是由许多六角形小室形成的蜂窝状芯板被密封安装在一块透明或半透明画板或基板与一块和画板相对安置的正面板(face member)之间，每个小室都含有可塑分散液，分散液含有密封于其中的磁性颗粒。
在这样构造的常规磁性画板中，磁笔末端与平板的绘图面接触，从而使磁场作用于可塑分散液，引起磁性颗粒上升到绘图面，由于用于分散液的分散介质和磁性颗粒的颜色对比，从而可使希望的图画或字母显示在绘图面上。并且，可滑动安装在正面板下的消磁棒的移动可使已上升的磁性颗粒下沉到分散液中，从而消去显示的图画或字母。
通常用于这一目的的可塑分散液一般是通过将磁性颗粒、含微细颗粒的增稠剂和颜料混合在分散介质中得到的。分散介质可选自例如剂型分散介质如水、乙二醇等和非剂型分散介质如有机溶剂、油等。磁性颗粒可选自磁性氧化物颗粒如黑磁铁矿、γ-赤铁矿、二氧化铬、铁氧体等和磁性金属材料颗粒如铁、钴、镍等的合金。微细颗粒增稠剂可选自粉碎的硅酸盐如硅酸酐、水合硅酸钙、水合硅酸铝、二氧化硅粉、硅藻土、高岭土、粘土、陶土或其混合物；氧化铝；超轻质碳酸钙；超轻质活性碳酸钙；重质碳酸钙；水合碱性碳酸镁；硫酸钡等。着色剂可选自白色颜料、有色颜料、染料等。使用可塑分散液可使图形或字母显示在绘画表面上，这归因于白色或不透明白色分散介质的底色与黑色磁性颗粒画成的线间的对比。
上述磁致移动式显示装置中黑线是画在白底上的，作为其后的一种新的显示板，需要发展一种构造成能进行彩色显示的磁致移动式显示装置。本发明人也进行了实现这种彩色磁致移动式显示板的研究。为这一目的已经提出的的技术包括金属粉末着色技术、研磨技术和喷雾干燥技术。
研磨技术是指将作为磁性颗粒的铁粉、颜料和合成树脂彼此混合制备混合材料，干燥该材料并将其研磨形成具有均匀粒径的颗粒。研磨技术使材料具有彩色。然而，该技术导致颜料在研磨步骤中从材料上剥离，从而产生细粉，导致分散液的污染。喷雾干燥技术包括将作为磁性颗粒的铁粉、颜料和合成树脂混合到一起制备液体混合物的步骤和在热空气下喷洒该混合物以形成所需粒径的颗粒。这样，喷雾技术是不含任何研磨步骤的，从而消除了由于研磨使颜料从每个颗粒上剥离。然而，喷雾技术由于在喷雾过程中颗粒与空气的冲击而导致颜料从颗粒上的剥离。而且，它们引起颜料从颗粒上剥离形成不需要的颗粒。而且，即使现有技术能提供防止颜料在颗粒的制造过程中从颗粒上剥离的彩色磁性颗粒，当被可塑分散液体一起密封在磁致移动式显示板中时，这样的彩色磁性颗粒仍会导致着色层逐渐从每个颗粒上剥离，这是因为在使用磁致移动式显示板时分散液中的磁性颗粒在其重复上升和下降的过程中会彼此碰撞。这会造成经过较长一段时间后颜料从溶解在分散介质中的着色层剥离，导致分散介质的污染。
本发明是鉴于现有技术中的上述缺点而作出的。
因此，本发明的目的是提供用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒，能基本防止颜料从磁性颗粒基体(elemem)上剥离。
本发明的另一目的是提供用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒，能防止分散介质的污染。
本发明还有一个目的是提供一种改进的制造所述用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒的方法。
按照本发明的一个方面，提供了用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒，该颗粒包含在用于磁致移动式显示板的可塑分散液中。彩色磁性颗粒包括磁性颗粒基体；使用翻滚、流化和粒化型涂布装置由第一分散液在每个磁性颗粒基体上形成的一着色层，从而使每个磁性颗粒着色，第一分散液由颜料、合成树脂和水构成，合成树脂是水乳液形式的；和在着色层上形成的一保护层，保护层由第二分散液形成，第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
在本发明的一个优选实施方案中，每个彩色磁性颗粒还包括一层在着色层下形成的白色底涂层，其中白色底涂层是通过在涂布装置中将第三分散液以雾装小滴的形式喷洒而在每个磁性颗粒基体上由第三分散液形成的，第三分散液是由钛白、合成树脂和水构成的。
在本发明的一个优选实施方案中，彩色磁性颗粒含有75-77重量百分比磁性颗粒基体，13-14重量百分比的颜料和9-10重量百分比的合成树脂。
在本发明的一个优选实施方案中，彩色磁性颗粒具有80-150emu/g的饱和磁化强度和当向其施加1千奥斯特磁场时，磁化强度为35-65emu/g。
在本发明的一个优选实施方案中，占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
在本发明的一个优选实施方案中，磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
按照本发明的另一方面，提供了一种制造用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒的方法，该颗粒包含在用于磁致移动式显示板的可塑分散液中。该方法包括下列步骤使用翻滚、流化和粒化型涂布装置由第一分散液在每个磁性颗粒基体上形成一着色层，从而使每个磁性颗粒着色，第一分散液由颜料、合成树脂和水构成，合成树脂是水乳液形式的；和在着色层上形成一保护层，保护层由第二分散液形成，第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
在本发明的一个优选实施方案中，该方法还包括在着色层的形成步骤前在每个磁性颗粒基体上形成一白色底涂层的步骤，该底涂层是由第三分散液形成的，第三分散液由钛白、合成树脂和水构成。
在本发明的一个优选实施方案中，着色层是通过在涂布装置中将第一分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
在本发明的一个优选实施方案中，保护层是通过在涂布装置中将第二分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
在本发明的一个优选实施方案中，白色底涂层是通过在涂布装置中将第三分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
在本发明的一个优选实施方案中，第分散液是在低于合成树脂的玻璃态转化温度的生产温度下涂布在磁性颗粒基体上的。
在本发明的一个优选实施方案中，磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
在本发明的一个优选实施方案中，颜料的粒径在0.01-6μm之间。
因为当结合附图考虑时，参考下文详述可以更好地理解本发明的这些和其他目的以及许多附带优点；其中
图1表示翻滚、流化和粒化型涂布装置的透视图，该装置适合用于制造本发明的彩色磁性颗粒；图2是图1所示的翻滚、流化和粒化型涂布装置的不完整的剖视图；图3表示本发明磁性颗粒的放大剖视图，在该颗粒上有层着色层；图4表示另一磁性颗粒实例的放大剖视图，该颗粒上有白色底涂层，其上有一层着色层；图5A和图5B分别表示根据本发明用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒实例的放大剖视图，其中还形成了保护层；图6表示磁致移动式显示板的透视图，其中加入了本发明的彩色磁性颗粒；和图7表示图6的磁致移动式显示板的操作透视图。
下面将参考附图详细说明本发明的用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒和制造该颗粒的方法。
根据本发明用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒通常由磁性颗粒基体、颜料和合成树脂构成，该颗粒被用于磁致移动式显示板。
磁性颗粒基体可以是由硅钢材料或不锈钢制成的。更具体的，不锈钢材料如SUS 343、SUS 343L、SUS 405/SUS410L/SUS 430/SUS 434/SUS329J1等适合用于这一目的。磁性颗粒基体在进行着色前优选具有2.3-3.0g/cm3的表观密度和130-200emu/g的饱和磁化强度。饱和磁化强度的最佳值可选自130-160emu/g。而且，在现有技术中也可将由氧化物磁性材料或金属(金属磁性材料)制成的磁性材料用于这一目的。氧化物磁性材料包括黑磁石、γ-赤铁矿、二氧化铬、铁氧体等。金属磁性材料包括铁、钴和镍的合金。磁性颗粒基体的直径可为40-100μm。
用于使磁性颗粒基体着色的颜料包括，例如红颜料、黄颜料、蓝颜料、绿颜料，蓝颜料与黄颜料的混合物。红颜料包括永久红、坚牢红、颜料红、亮洋红、tinting red、铁丹等。黄色颜料包括坚牢黄、颜料黄、颜料桔、酸性黄、汉撒黄、铁黄等。蓝色颜料包括深蓝、钴蓝、普鲁士蓝、群青色等。绿颜料包括酞箐绿、颜料绿、钴绿等。然而，适合用于本发明的颜料并不仅限于上述这些有机和无机颜料。因此，通过研磨有色树脂材料制得的树脂颜料可能也适合用于这一目的。
只有颜料的存在不能保证将颜料固定在每个磁性颗粒基体上。因此，向颜料中加入上述的合成树脂，与此混合，从而保证将颜料可靠地固定在磁性材料基体上。
合成树脂是水乳液形式的，其中使用水作为分散介质。该乳液可包括丙烯酸酯乳液树脂、丙烯酸系共聚物乳液、丙烯酸酯苯乙烯共聚物乳液、醋酸乙烯酯乳液等。下面将说明使用水乳液的原因。当向溶剂中加入溶剂可溶性树脂，需要安置防爆装置和溶剂回收装置，导致彩色磁性颗粒的生产成本增加。而且，可使用与制备水乳液同样的装置将水溶性树脂溶解在水中。然而，这样的树脂是吸湿的，导致其不适合在实践中用于这一目的。此外，溶剂可溶性树脂和水可溶性树脂在溶剂或水从树脂中蒸发后都会表现出粘度或粘性增加，从而引起磁性颗粒基体易于凝聚或聚结到一起。相反，当乳液保持在40℃的较低温度或更低的温度下既能将乳液涂布在磁性颗粒基体上，同时又降低其粘度或粘性。据发现，乳液中所含树脂的玻璃态转化温度为40℃，因此在大约30℃的温度下涂布乳液可防止磁性颗粒基体的聚结或凝聚。
在用图说明的实施方式中，调节磁化强度可使着色层令人满意地形成于磁性颗粒基体上。为达到这一目的，磁性颗粒基体的含量为75-77％(重量)，其余部分由颜料和合成树脂构成。构成其余部分的颜料和合成树脂的含量分别是13-14％(重量)和9-10％(重量)。这样的颜料和合成树脂分别包括用于下述的白色底涂层的颜料和下述用于保护层的合成树脂。
为制造这样的彩色磁性颗粒，将合成树脂的一半、颜料和水互相结合形成固体含量为30-50％的分散体。然后，用翻滚、流化和粒化型涂布装置20将该分散体进行粒化，该涂布装置的构造如图1和2所示。固体含量低于30％导致粒化需要更多时间，从而导致效率降低以及颜料从磁性颗粒基体上剥离。然而，当固体含量高于50％会导致不利的粘度增加，从而引起被喷雾的分散体雾状小滴尺寸增加，导致易于发生不希望的磁性颗粒基体的聚结。
首先，将磁性颗粒基体12装入流体箱22中，在该流体箱底部有一个配备了叶片24的转子26。流动空气(热空气)28通过间隙被注入流体箱22中，间隙位于装有叶片的转子26的外圆周和装置20的侧壁之间，这样通过叶片24和转子26之间的协同作用可对磁性颗粒基体进行充分的翻滚和压实处理。然后，当磁性颗粒基体通过翻滚移动到转子26的外圆周时，将分散液32以雾状小滴的形式从喷嘴30中喷出，其中的分散液32是通过将上述合成树脂、颜料和水相互混合而制得的，这样磁性颗粒基体12就被该分散液涂布了。这会导致携带着分散液32的磁性颗粒基体12被吹到流体箱22中的上部中央区域，然后沿转子26上的中央锥形区26a的尖锥部分循环。按照用分散液湿润磁性颗粒基体、使被湿润的基体吸收其上的分散液、通过挤压使每个基体形成球形和之后通过干燥使磁性颗粒基体固化的顺序重复这一工艺。这会导致形成的磁性颗粒紧接着与着色层粒化，这样就得到了图3所示的彩色磁性颗粒基体，每个彩色磁性颗粒基体分别由一个磁性颗粒基体12和在该基体上如此形成的着色层14构成。
上述结构的翻滚、流化和粒化型涂布装置20容许用于彩色磁性颗粒的各成分的含水量保持的高水平上时进行粒化，这样就可在相对较短的时间内制备彩色磁性颗粒。在磁性颗粒基体保持半干、被磁性颗粒基体的翻滚形成的旋涡吸引时进行粒化，这样细粉末形式的颜料附着到每个磁性颗粒基体表面，从而使颜料细粉的残留最小，这样就使彩色磁性颗粒的粒径分布变得尖锐。因此调节湿润和干燥的平衡就可控制彩色磁性颗粒的密度。
优选彩色磁性颗粒的粒径为0.01-6μm。粒径小于0.01μm易于产生在彩色磁性颗粒的制造过程中污染分散介质的细粉，粒径大于6μm不能使彩色磁性颗粒具有令人满意的色度。确保彩色磁性颗粒令人满意的色度的特别适合的粒径在0.1-4μm范围内。
如上所述，翻滚、流化和粒化型涂布装置使颜料均匀涂布在每个磁性颗粒基体上。这使彩色磁性颗粒的粒径均匀且其磁化强度也是平均的，这样彩色磁性颗粒就可具有令人满意的颜色，从而导致色度增加。
而且，上述涂布可使粒化在保持磁性颗粒基体被磁性颗粒基体的翻滚形成的旋涡所吸引的状态下进行，导致细粉的残留最小化。这有效防止了每个磁致移动式显示板的小室中所含分散介质的污染。
在蓝色、红色、绿色和黄色中，可以使绿色和蓝色变得明亮或光亮。然而，不可能使红色和黄色变得明亮或光亮。这是因为由不锈钢制成的磁性颗粒基体12是灰色的；因此，在作为基底的磁性颗粒基体12上涂布分散液的情况下，暗色或亮度减少的色彩如绿色和蓝色不易被基底的色彩所影响，而亮色或亮度增加的色彩由于会通过该色彩看到基底或每个磁性颗粒基体而易于变暗。
考虑到上述情况，关于着红色和黄色的磁性颗粒，举例说明的实施方式可优选以这样的方式构造，即分散液由7％(重量)钛白(二氧化钛)作为白色颜料，这是上述13-14％(重量)颜料的一部分，1％(重量)合成树脂，这是上述9-10％(重量)合成树脂的一部分，和水构成，以便其中分散的固体含量为30-50％(重量)。然后，在涂布装置中将如此形成的分散液以雾状小滴的形式喷到磁性颗粒基体上，在磁性颗粒基体上形成白色底涂层。随后，优选将红色或黄色分散液涂布在如此形成的白色底涂层上。在这一实例中，如图4所示，在每个磁性颗粒基体12上形成白色底涂层18，然后在白色底涂层18上形成着色层14。同样在着蓝色和绿色的磁性颗粒中，也优选在每个磁性颗粒基体和颜料形成的着色层之间优选形成一层这样的白色底涂层。
根据操作条件的不同，在同样的条件下涂布所有的由颜料和合成树脂构成的分散液会导致由颜料构成的着色层有少量从基底或每个磁性颗粒基体上剥离。因此，考虑到涂布的容易性和彩色磁性颗粒的整体强度，优选将先前预留的另一半合成树脂分散在水中形成固体含量为20-30％(重量)的分散液。然后，在上述的涂布装置中将该分散液以雾状小滴的形式喷到磁性颗粒基体上，由此在其上进行外涂布。固体含量低于20％造成制造彩色磁性颗粒需要更多时间，导致生产效率的降低，而固体含量超过30％会造成分散液的粘性过度增加，导致易于发生磁性颗粒基体的聚结。如图5A和5B所示，这样的外涂布使由合成树脂构成的保护层16形成在每个磁性颗粒基体12上形成的着色层14上，由此保护层16可有效防止着色层14从磁性颗粒基体12上剥离。特别是彩色磁性颗粒10或10a在使用磁致移动式显示板的过程中重复上升和下降造成磁性颗粒10或10a彼此碰撞，这样着色层14就逐渐从每个磁性颗粒12上剥离并且经过较长时间后会溶解在显示板所容纳的分散介质中。这导致分散介质被如此溶解在其中的着色层物质所污染。在说明性的实施方式中，保护层16使着色层14从磁性颗粒12上的剥离最小化，由此充分地防止了分散介质的污染，从而确保磁致移动式显示板经过较长时间后仍能清晰的显示。
希望形成的外涂层的含量占彩色磁性颗粒总重量的10％(重量)或更低。含量超过10％(重量)会造成着色层厚度相对减少，尽管这会增加着色层的剥离强度但降低了其色度。考虑到剥离强度和色度的关系，该含量的最佳值为3-6％(重量)。
如上所述说明性实例中构造的彩色磁性颗粒10或10a与可塑分散液一起装在预定形状的蜂窝状芯板中，可塑分散液是通过在剂型分散介质如水、乙二醇等或非剂型分散介质如有机溶剂、油等中混合微粒增稠剂和颜料而制备的。然后在蜂窝状芯板的正面和背面都贴附一块板件，这样就完成了图6所示的磁致移动式显示板40。蜂窝状芯板小室或小室组A、B、C…都包括许多小室，小室中分别装入了颜色不同的彩色磁性颗粒10。
下面将参考图7说明如此构造的磁致移动式显示板的操作方式。
当磁笔42在如上所述构造类型的磁致移动式显示板40的绘图面上移动时，其末端与绘图面接触，或当横向移动可滑动安置在板40的背面的消磁棒44时，磁场作用于可塑分散液46。这使彩色磁性颗粒10上升到绘图面或下降而离开绘图面，从而可使希望的图画或字母显示在绘图面上或从其上消去。如上所述能防止着色彩色磁性颗粒10污染分散介质48，导致当颗粒上升至绘图面时表现出色度增加的不同颜色，从而实现磁致移动式显示板的多种色彩。
磁性颗粒基体被着色后的饱和磁化强度优选80-150emu/g。而且当磁场为1千奥斯特时，希望得到的彩色磁性颗粒的磁化强度是35-65emu/g，这是在向其施加1KOe磁场时使用振动样本型磁强计(Model VSM2，由TOEI INDUSTRYCO.,LTD.制造)测量得到的，其中1KOe的磁场强度大约相当于在磁致移动式显示板40上使用磁笔42的磁致移动式显示板操作过程中所显示出的磁场强度。这令磁笔42能使磁性颗粒10令人满意地上升或下降。磁化强度低于35emu/g导致彩色磁性颗粒10的上升或下降太慢并且显示的颜色浅或暗，而磁化强度大于65emu/g会导致与磁笔42接触的小室相邻小室中的彩色磁性颗粒10与前者小室中的彩色磁性颗粒一样上升，这样画出的线侧端会不利地形成细触须样投影和/或虚线。磁化强度的最佳值为40-55emu/g。
而且，优选完成的彩色磁性颗粒中90％(重量)或更多的粒径为50-130μm。彩色磁性颗粒的粒径在50-130μm范围内能确保最有效地完成涂布剂的涂布操作并且画出清晰的线。粒径小于50μm造成每个小室中的彩色磁性颗粒数目过多，导致彩色磁性颗粒不能迅速地对磁笔的移动作出反应。粒径大于130μm造成每个小室中的彩色磁性颗粒数目不利地降低，画出的线粗糙。此外，当分布在上述粒径范围内的彩色磁性颗粒的数量低于90％(重量)％时，由于颗粒的尺寸不均匀，磁致移动式显示板不能在绘图面上画出清晰的线。
从前述中可看出，本发明是这样构成的，即构成分散液的合成树脂是水乳液形式的。这样的构成可在降低分散液的粘度或粘性的同时完成涂布，从而实质上能防止磁性颗粒基体聚结到一起以及着色层从其上剥离。
此外，根据本发明，彩色磁性颗粒都包括由分散液构成且形成于着色层上的保护层，该分散液是将合成树脂分散在水中形成的。这样的构成能有效防止在磁致移动式显示板的使用过程中由于彩色磁性颗粒重复上升和下降时彩色磁性颗粒互相碰撞而使着色层从每个磁性颗粒基体上剥离，从而防止板中容纳的分散介质被污染。这确保了显示板经过较长时间后仍能青晰的显示。
此外，在本发明中，白色底涂层可形成于着色层下，其中的白色底涂层是由钛白、合成树脂和水构成的分散液形成的并在涂布装置中以雾状小滴的形式喷到每个磁性颗粒基体上。当着色层是有亮度减少的材料构成时，这会防止着色层受磁性颗粒基体的色彩影响，从而防止着色层变暗或无光。
参考下面的实施例将更易于理解本发明；然而该实施例是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的范围。
实施例需要下列用于彩色磁性颗粒的成分磁性颗粒基体SUS 343L不锈钢(粒径为44μm至105μm)合成树脂丙烯酸树脂乳液(固体含量40％的含水分散液)颜料普鲁士蓝，钛白。
将7％(重量)钛白和1％(重量)合成树脂加入水中并在其中分散，制备出固体含量为50％的第一分散液。同样，将7％(重量)普鲁士蓝和3％(重量)合成树脂加入水中并在其中分散，从而制各出固体含量为40％的第二分散液。此外，将合成树脂加入水中并在其中分散，制备出固体含量为30％的第三分散液。然后，将用于磁性颗粒基体的SUS 343L粉装入翻滚、流化和粒化型涂布装置中，然后在该涂布装置中将第一分散液以雾状小滴的形式喷出，同时用加热至75℃且流速为20m3/min的热空气流化SUS粉。适当地平衡第一分散液的喷射速率和用于喷射的空气的流动速率，使第一分散液以细滴的形式喷出，从而在磁性颗粒基体上进行涂布。然后，将第一分散液全部涂布到每个磁性颗粒基体上，于其上形成白色底涂层，同时控制第一分散液的喷射速率从而将生产温度设置在30-32℃，以确保涂布在低于乳液中的树脂的玻璃态转化温度下进行。将上述温度设置在一定范围内，使产品适合被湿润并防止着色层从每个磁性颗粒基体上剥离以及磁性颗粒基体的聚结。
然后，将第二分散液以雾状小滴的形式喷出，同时在如上述同样的温度和速度条件下流化SUS粉或磁性颗粒基体。此外，将第二分散液全部涂布到每个磁性颗粒基体上，于其上形成着色层，同时控制第二分散液的喷射速率从而将生产温度设定在30-32℃。
之后，将第三分散液以雾状小滴的形式喷出，同时在如上述同样的温度和速度条件下流化SUS粉或磁性颗粒基体。此外，将第三分散液全部涂布到每个磁性颗粒基体上，于其上形成保护层，同时控制第三分散液的喷射速率从而将生产温度设定在30-32℃。
接着，将如此处理过的磁性颗粒基体加热到50℃，由此将水从中蒸发出来，得到本发明的蓝色磁性颗粒。
尽管本发明的优选实施方式已参考附图在一定的特性程度上进行了解释，但考虑到上述内容，明显的修改和改变是可能的。因此，很明显在附加权利要求的范围内，本发明可以与特定描述不同的方式实现。
权利要求
1．用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒，该颗粒包含在磁致移动式显示板使用的可塑分散液中，包括磁性颗粒基体；使用翻滚、流化和粒化型涂布装置在每个磁性颗粒基体上由第一分散液形成的一着色层，从而使每个所述磁性颗粒着色；所述第一分散液由颜料、合成树脂和水构成；所述合成树脂是水乳液形式的；和在所述着色层上形成的一保护层，所述保护层由第二分散液形成，第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
2．根据权利要求1所述的彩色磁性颗粒，其中每个彩色磁性颗粒还包括一层在所述着色层下形成的白色底涂层；所述白色底涂层是通过在所述涂布装置中以雾状小滴的形式喷洒第三分散液而在每个磁性颗粒基体上由第三分散液形成的，第三分散液是由钛白、合成树脂和水构成的。
3．根据权利要求1或2所述的彩色磁性颗粒，其中彩色磁性颗粒含有75-77重量百分比的磁性颗粒基体，13-14重量百分比的颜料和9-10重量百分比的合成树脂。
4．根据权利要求1或2所述的彩色磁性颗粒，其中彩色磁性颗粒的饱和磁化强度为80-150emu/g并当向其施加1千奥斯特磁场时，其磁化强度为35-65emu/g。
5．根据权利要求3所述的彩色磁性颗粒，其中彩色磁性颗粒的饱和磁化强度为80-150emu/g并当向其施加1千奥斯特磁场时，其磁化强度为35-65emu/g。
6．根据权利要求1或2所述的彩色磁性颗粒，其中占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
7．根据权利要求3所述的彩色磁性颗粒，其中占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
8．根据权利要求4所述的彩色磁性颗粒，其中占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
9．根据权利要求5所述的彩色磁性颗粒，其中占90重量百分比或更多的彩色磁性颗粒的粒径为50-130μm。
10．根据权利要求4所述的彩色磁性颗粒，其中所述磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
11．根据权利要求5所述的彩色磁性颗粒，其中所述磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
12．一种制造用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒的方法，该颗粒包含在磁致移动式显示板使用的可塑分散液中，该方法包括下列步骤使用翻滚、流化和粒化型涂布装置由第一分散液在每个磁性颗粒基体上形成一着色层，从而使每个磁性颗粒着色；所述第一分散液由颜料、合成树脂和水构成；所述合成树脂是水乳液形式的；和在所述着色层上形成一保护层，所述保护层由第二分散液形成，第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
13．根据权利要求12所述的彩色磁性颗粒的制造方法，该方法还包括在形成所述着色层的步骤前在每个磁性颗粒基体上形成一白色底涂层的步骤，该底涂层是由第三分散液形成，第三分散液由钛白、合成树脂和水构成。
14．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述着色层是通过在所述涂布装置中将第一分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
15．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述保护层是通过在所述涂布装置中将第二分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
16．根据权利要求14所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述保护层是通过在所述涂布装置中将第二分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
17．根据权利要求13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述白色底涂层是通过在涂布装置中将第三分散液以雾状小滴的形式喷洒而形成的。
18．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述第一分散液是在低于所述合成树脂的玻璃态转化温度的性产温度下涂布在所述磁性颗粒基体上的。
19．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中所述磁性颗粒基体的表观密度为2.3-3.0g/cm3和饱和磁化强度为130-200emu/g。
20．根据权利要求12或13所述的彩色磁性颗粒的制造方法，其中颜料的粒径在0.01-6μm之间。
全文摘要
用于磁致移动式显示的彩色磁性颗粒(10,10a),该颗粒基本能防止颜料从其上剥离,从而防止在磁致移动式显示板(40)的使用过程中分散介质被污染,以及制造该彩色磁性颗粒的方法。该彩色磁性颗粒(10)包括磁性颗粒基体(12)和着色层(14),该着色层是用翻滚、流化和粒化型涂布装置(20)由第一分散液在每个彩色磁性颗粒基体(12)上形成的,从而使每个磁性颗粒(12)着色。第一分散液由颜料、合成树脂和水构成。合成树脂是水乳液形式的。每个彩色磁性颗粒(10)都包括一层在着色层(14)上形成的保护层(16)。保护层(16)是由第二分散液形成的,第二分散液由分散在水中的合成树脂构成。
文档编号G09F9/37GK1298805SQ00128
公开日2001年6月13日 申请日期2000年10月20日 优先权日1999年12月3日
发明者小山昭弘 申请人:美哥特株式会社, 株式会社大可乐
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