МАГНИТНАЯ МИГРАЦИОННАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПАНЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК B43L1/00 G09F9/37 

Настоящее изобретение относится к магнитной миграционной индикаторной панели, способной четко отображать написанное магнитным способом и способной затем стирать написанное.

Обычные магнитные миграционные индикаторные панели, в которых отображение информации происходит за счет мигрирующих магнитных частиц с использованием явления магнетизма, содержат замкнутое пространство в виде ячеистой структуры, сформированное между двумя подложками, в котором заключена пластическая дисперсионная жидкость, содержащая магнитные частицы, дисперсионную среду, загуститель и, по желанию, цветное вещество; или же такие панели содержат сформированный на подложке слой микрокапсул, в которых заключена пластическая дисперсионная жидкость.

Если писать на передней подложке магнитной миграционной индикаторной панели магнитным пером, головкой с электромагнитами и т.п., написанная линия отображается благодаря контрасту между цветом пластической дисперсионной жидкости и цветом магнитных частиц. Этот контраст образуется вследствие миграции магнитных частиц, притягиваемых с подложки, расположенной на обратной стороне, благодаря магнитным свойствам магнитного пера, электромагнита и т. п.

Магнитная миграционная индикаторная панель может отображать написанное письмо, рисунок и т.п. за счет притягивания магнитных частиц, содержащихся в дисперсионной системе, к пишущему магниту. Однако, такая панель имеет следующие недостатки:
(а) изображение не может сохраняться в течение долгого времени вследствие оседания притянутых магнитных частиц, так как удельный вес магнитных частиц больше удельного веса дисперсионной системы;
(b) написанная строка отображается нечетко из-за притяжения магнитных частиц, расположенных далеко от магнита, так как к магниту притягиваются все магнитные частицы, которые испытывают на себе влияние магнита.

Для преодоления этих недостатков регулируют предел текучести, добавляя в пластическую дисперсионную жидкость загуститель, вследствие чего для миграции магнитных частиц необходимо приложить большую силу, чем при пределе текучести, указанном в акцептованной заявке Японии N 57-27463 тех же авторов, что и настоящее изобретение.

Недостатком обычной магнитной миграционной панели является также появление на написанной линии усовидных выступов, разрывов линии и т.п. после нескольких последовательных записей и стираний пишущим магнитом и стирающим магнитом, даже если первоначально написанная линия была четкой, не имеющей разрывов и размытий.

В результате интенсивных исследований, проведенных авторами настоящего изобретения, было установлено, что такие явления могут происходить вследствие временного разрыва хрупкой трехмерной структуры, образуемой загустителем в дисперсионной среде. Исходя из этого, авторы установили, что первоначальная хрупкая трехмерная структура, образованная загустителем, должна быстро восстанавливаться после временного разрыва, что позволит получить магнитную миграционную индикаторную панель, способную постоянно давать четкое стабильное изображение написанных линий.

Хрупкая трехмерная структура, образуемая загустителем с использованием сетки водородных связей или тому подобного, со временем становится более плотной, причем этот процесс ускоряется при нагревании. В частности, если используется органический растворитель, чем ближе точка плавления загустителя к температуре хранения, тем больше разбухают частицы загустителя, что приводит к образованию прочной сетки. Установлено, что в этом случае производить запись и стирание практически невозможно.

На практике магнитная миграционная индикаторная панель нередко находится в автомобиле или в транспортном контейнере под лучами летнего солнца, и тогда температура достигает 50^oC или выше. Пребывание индикаторной панели в условиях высокой температуры (40^oC или выше) неблагоприятно сказывается на ее способности к записи и стиранию. В коммерческом отношении нежелательно, чтобы рабочие характеристики устройства менялись в зависимости от окружающей температуры при хранении или использовании.

Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к магнитной миграционной индикаторной панели, содержащей жидкий дисперсионный слой, состоящий из магнитных частиц, дисперсионной среды, загустителя и, по желанию, цветного вещества, находящийся на подложке. Дисперсионной средой может служить органический растворитель. Загустителем может быть амид жирной кислоты с гидроксильной группой, имеющий точку плавления от 120 до 160^oC. Дисперсионная жидкость может иметь предел текучести. Дисперсионной средой может быть неполярный органический растворитель. Загуститель может быть выбран из группы, состоящей из алкилен-бис-амида 12-гидроксистеариновой кислоты и/или фенилен-бис-амида 12-гидроксистеариновой кислоты, причем загуститель добавляется в дисперсионную жидкость в пропорции от 1 до 10 вес. %.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Слой дисперсионной жидкости для магнитной миграционной индикаторной панели, соответствующей настоящему изобретению, получают путем смешивания магнитных частиц, дисперсионной среды, вышеуказанного загустителя и цветного вещества или тому подобного, если это требуется.

В качестве загустителя в настоящем изобретении используется один или несколько амидов жирных кислот с гидроксильной группой, имеющих точку плавления от 120 до 160^oC. Можно применять любые такие амиды. Например, можно использовать алкилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты и/или фенилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты. Можно также использовать, например, метилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты, этилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты, бутилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты, гексаметилен-бис-амид 12- гидроксистеариновой кислоты, ксилилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты и тому подобные соединения. В дисперсионную жидкость можно добавлять от одного до 10 вес. % одного амида или комбинации амидов. Кроме того, можно применять другие неорганические или органические загустители в качестве вспомогательных загустителей.

Бис-амид жирной кислоты с гидроксильной группой, применяемый в качестве загустителя, предпочтительно должен иметь точку плавления от 120 до 160^oC.

Как говорилось выше, сеточная структура, которую загуститель образует в дисперсионной жидкости, упрочняется при нагревании, в особенности если температура близка к точке плавления загустителя; в этом случае частицы загустителя разбухают, образуя твердую сетку. Вследствие этого миграция магнитных частиц ограничивается больше, чем это необходимо, что может привести к невозможности писать и стирать.

Следовательно, с учетом температуры магнитной миграционной панели при эксплуатации, для практического применения эффективен загуститель с точкой плавления не ниже 120^oC. Однако, чтобы загуститель создавал коллоидную гелеподобную структуру, разбухая и диспергируя в растворителе, требуется нагревание примерно до точки плавления. Поэтому слишком высокая точка плавления нежелательна с точки зрения надежности и работоспособности. Следовательно, для практического производства нецелесообразно выбирать точку плавления выше 160^oC.

Можно использовать любые желаемые магнитные частицы в любом желаемом количестве. Например, в качестве магнитных частиц можно использовать от 10 до 30 вес. % оксидов магнитных материалов, таких как черный магнетит, γ-гематит, двуокись хрома, феррит и т.п., а также металлические магнитные материалы, например, сплавы кобальта, никеля и т.п., в виде порошка или пластинок в дисперсионной жидкости. Магнитные частицы перед использованием можно гранулировать, чтобы придать им желаемый размер, форму и т.п. Размер частиц может быть от микрочастиц до крупных, а форма может быть шаровидной, колончатой, массовидной, пластинчатой и т.п., в зависимости от назначения устройства. Применяя магнитные частицы, можно смешивать с ними различные цветные агенты и/или покрывать поверхность частиц различными веществами, чтобы изменить их первоначальный цвет. Если имеется разброс в размере магнитных частиц, в их миграционной способности также наблюдается разброс. Поэтому, чтобы получать четкое изображение, желательно иметь магнитные частицы однородного размера.

В качестве дисперсионной среды можно использовать любые органические растворители, например, неполярные растворители, такие как масла, алифатические углеводороды и т.п., или полярные растворители, такие как гликоль, спирт и т.п. В особенности предпочтительны алифатические углеводороды, такие как изопарафин и т.п.

При желании можно добавить любое придающее цвет вещество, например белый пигмент, краситель или другой пигмент. Предпочтительно к пластической дисперсионной жидкости, с целью увеличения контраста между этой жидкостью и магнитными частицами и получения более отчетливого изображения, следует добавлять не более 10%, а еще лучше не более 3% цветного материала от общего веса дисперсии. Избыточное количество цветного вещества может вызвать размытость изображения, создаваемого магнитными частицами.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, магнитная миграционная индикаторная панель изготавливается путем формирования на подложке замкнутого пространства с ячеистой структурой, заполнения замкнутого пространства пластической дисперсионной жидкостью и наклеивания сверху другой подложки.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, магнитная миграционная индикаторная панель изготавливается путем заливки пластической дисперсионной жидкости в замкнутое пространство, образованное множеством вогнутых участков, сформированных на подложке, и наклеивания сверху другой подложки. Вогнутые участки формируются на одной или обеих подложках, и подложки склеиваются пастообразным клеем таким образом, что между ними образуется замкнутое пространство.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, магнитная миграционная индикаторная панель изготавливается путем нанесения на подложку микрокапсул, содержащих пластическую дисперсионную жидкость, и прикрепления их к подложке связующим веществом. При необходимости на поверхность микрокапсул можно нанести защитный слой, чтобы они не ломались при фрикционном напряжении.

Пример 1
(а) Получение пластической дисперсионной жидкости
2,5 весовых части BIS-AMIDE КН (метилен-бис-амида 12- гидроксистеариновой кислоты производства Nippon Kasei Co., Ltd) добавили к 80,0 весовым частям ISOPER-M (изопарафинового растворителя производства Esso Kagaku Co., Ltd). Смесь нагрели, чтобы растворить амид, а затем охладили; получилась дисперсионная жидкость на основе BIS-AMIDE КН.

82,5 весовых части дисперсионной жидкости и одну весовую часть TIPAQUE CR-50 (оксида титана производства Ishihara Sangyo Co., Ltd) смешали с помощью устройства для мокрого диспергирования T.K.HOMOMIXER производства Tokushu Kakogyo Co. , Ltd; получилось 83,5 весовых части белой дисперсионной жидкости.

80 весовых частей TODA COLOR KN-320 (магнетит производства Toda Kogyo Co. , Ltd) смешали с 50 весовыми частями EPOTOHTO YD-017 (твердая эпоксидная смола производства Tohto Kasei Co., Ltd) в 40% растворе метилэтилкетона. Смесь высушили и измельчили в порошок. Получилось 50 весовых частей черных магнитных частиц диаметром от 20 до 120 мкм.

16,5 весовых частей магнитных частиц смешали с 83,5 весовыми частями белой дисперсионной жидкости с получением 100 весовых частей пластической дисперсионной жидкости, соответствующей данному варианту осуществления изобретения.

Предел текучести этой жидкости составлял 18,8 дин/см²; измерение производилось прямым методом с помощью вискозиметра типа B.

(b) Изготовление магнитной миграционной индикаторной панели
Первое: пластинку с ячеистой структурой сотового типа, где ячейки высотой около 0,8 мм имеют приблизительную форму замкнутого шестиугольника со стороной около 2 мм и сформированы из винилхлорида толщиной 0,065 мм, наклеили на лист винилхлорида толщиной около 0,15 мм клеем этиленвинилацетатного типа; эта пластинка служила лицевой прозрачной подложкой индикаторной панели. Второе: в каждую ячейку сотовой структуры залили пластическую дисперсионную жидкость, а затем на пластинку с ячеистой структурой наклеили клеем эпоксидного типа прозрачный лист винилхлорида толщиной около 0,08 мм; в результате получили магнитную миграционную индикаторную панель (вариант А).

Примеры 2 - 8
(а) Получение пластических дисперсионных жидкостей
Пластические дисперсионные жидкости в каждом варианте изготавливались на основе составов, указанных в табл. 1, тем же способом, что и в примере 1. Пределы текучести пластической дисперсионной жидкости в каждом варианте приведены в табл. 1.

(b) Изготовление магнитных миграционных индикаторных панелей
Магнитные миграционные индикаторные панели, заполненные каждой из дисперсионных жидкостей, изготавливались так же, как и в примере 1 (Вариант А).

Пример 9
(а) Получение пластической дисперсионной жидкости
Пластическую дисперсионную жидкость приготавливали так же, как и в примере 1.

(b) Изготовление магнитной миграционной индикаторной панели
Первое: на листе винилхлорида толщиной около 0,15 мм сформировали множество последовательных вогнутых участков, имеющих приблизительную форму замкнутого шестиугольника со стороной около 2 мм и глубиной около 1,3 мм; для этого применялась форма для вакуум-формования. Полученная структура образовывала заднюю прозрачную подложку. Во-вторых, в каждый вогнутый участок залили пластическую дисперсионную жидкость, и заднюю прозрачную подложку склеили клеем эпоксидного типа с листом прозрачного винилхлорида толщиной около 0,08 мм, который образовал подложку с лицевой стороны. Таким образом, получилась магнитная миграционная индикаторная панель (Вариант В).

Пример 10
(а) Получение пластической дисперсионной жидкости
Пластическую дисперсионную жидкость приготавливали на основе составов, указанных в табл. 1, так же, как и в примере 1. Предел текучести пластической дисперсионной жидкости приведен в табл. 1.

(b) Изготовление магнитной миграционной индикаторной панели
Первое: 20 г дисперсионной жидкости добавили к 60 г 10% раствора желатина и размешали; после этого диаметр капли дисперсионной жидкости составлял около 500 мкм. Второе: добавили 60 г 10% аравийской камеди и снова размешали. Третье: к жидкости добавили 300 г горячей воды с температурой 50^oC и поддерживали температуру системы 50^oC. Четвертое: добавили уксусную кислоту до рН 4,2. Пятое: систему постепенно охладили до 50^oC. Шестое: добавили 10 г 25 %-ного глутарового альдегида для упрочнения пленки капсул. Седьмое: в жидкость добавили 10% раствор едкого натра до достижения pH системы, равного 10,5. Наконец, температуру системы повысили до 50^oC и поддерживали ее один час, после чего систему постепенно охладили до комнатной температуры. Получились микрокапсулы пластической дисперсионной жидкости.

Микрокапсулы диспергировали в водном связующем веществе, нанесли на полиэфирную пленку толщиной 50 мкм и затем высушили, так что образовался микрокапсульный дисперсионный слой. Затем на него наложили полиэфирную пленку толщиной 100 мкм с предварительно нанесенным на нее клейким слоем толщиной 100 мкм; таким образом, получилась магнитная миграционная индикаторная панель. (Вариант С).

Примеры для сравнения 1 - 3
(а) Получение пластических дисперсионных жидкостей
Пластические дисперсионные жидкости приготавливались на основе составов, указанных в табл. 1, тем же способом, что и в Примере 1. Пределы текучести пластической дисперсионной жидкости приведены в табл. 1.

(b) Изготовление магнитных миграционных индикаторных панелей
Магнитные миграционные индикаторные панели, заполненные каждой из дисперсионных жидкостей, изготавливались так же, как и в примере 1 (Вариант А).

2L: метилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты (Nippon Kasei Co., Ltd, зарегистрированный товарный знак BIS-AMIDE KH).

М: этилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты (lto Seiyu Co., Ltd, зарегистрированный товарный знак J-530).

N: бутилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты (Nippon Kasei Co., Ltd, зарегистрированный товарный знак SUPIPAX ZBH).

О: гексаметилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты (lto Seiyu Со., Ltd, зарегистрированный товарный знак J-630).

P: m-ксилилен-бис-амид 12-гидроксистеариновой кислоты (Nippon Kasei Co., Ltd, зарегистрированный товарный знак SUPIPAX РХН).

Q: этилен-бис-амид стеариновой кислоты (lto Seiyu Co., Ltd, зарегистрированный товарный знак J-550S).

R: амид 12-гидроксистеариновой кислоты (Nippon Kasei Co., Ltd, зарегистрированный товарный знак DIYAMIDDO КН).

Метод испытаний и оценки
Магнитные миграционные индикаторные панели, изготовленные в соответствии с описанными выше примерами, а также приведенными выше примерами для сравнения, испытывались по указанным ниже позициям. При испытаниях для письма применялся постоянный магнит (размером 2 х 2 х 3 мм), эквивалентный магниту марки JIS С2502 МРВ380; скорость письма составляла 25 см/сек. Для стирания использовался анизотропный каучуковый магнит (NT-5М-1504 производства MagХ Co., Ltd) с одной намагниченной поверхностью.

(1) Сохранность изображения
Написанное оставляли в покое на 1 сутки, после чего визуально оценивали написанные линии.

O... миграция магнитных частиц вниз отсутствовала; написанные линии были четкими.

Х. . . магнитные частицы с написанных линий мигрировали вниз, написанные линии были размытыми или исчезли.

(2) Отчетливость изображения
Производилась визуальная оценка написанных линий.

О... Написанные линии имели постоянную ширину и были видны отчетливо.

Х... В написанных линиях имелись усовидные выступы или выемки.

(3) Стабильность отображающей способности
После 50 записей и стираний производилась визуальная оценка написанных линий.

О... Написанные линии имели постоянную ширину и были видны отчетливо.

Х... В написанных линиях имелись усовидные выступы или выемки.

(4) Способности к отображению и стиранию после выдерживания при определенной температуре
Магнитную миграционную индикаторную панель, соответствующую каждому примеру, а также каждому примеру для сравнения, выдерживали при определенной температуре, после чего производили на ней запись и стирание. Оценивались одновременно яркость изображения и полнота стирания после выдерживания панели при температуре 0, 20 и 60^oC в течение одной недели, соответственно.

О... Написанные линии были видны отчетливо и полностью стирались за один прием, не оставляя послеизображения.

Х... Написанные линии были видны неотчетливо и не стирались полностью за один прием; оставалось послеизображение.

Оценки по каждому испытанию приводятся в табл. 2.

В магнитной миграционной индикаторной панели, соответствующей настоящему изобретению, в качестве загустителя применяется пластическая дисперсионная жидкость, состоящая из бис-амида жирной кислоты с гидроксильной группой и имеющая точку плавления от 120 до 160^oC. Это позволило получить превосходную стабильность дисперсионной жидкости во времени, причем изменений в природе дисперсионной жидкости в зависимости от температуры не наблюдается. Вследствие этого значительно улучшились эксплуатационные свойства индикаторной панели, такие как записывающая способность, сохранность изображения, его отчетливость, стираемость и т.п., причем такие улучшенные характеристики можно получать постоянно.

Вся патентная заявка Японии N 8-225773, включая описание, чертежи и формулу, включена в настоящую заявку путем отсылки во всей своей полноте.

Хотя выше подробно описано лишь несколько примеров осуществления настоящего изобретения, специалисты без труда поймут, что в нем возможны изменения и дополнения, не отклоняющиеся от существа изобретения. Соответственно, предполагается, что такие изменения и дополнения входят в объем данного изобретения.

Изобретение относится к магнитной миграционной индикаторной панели, способной четко отображать написанное магнитным способом и способной затем стирать написанное. Магнитная миграционная индикаторная панель содержит находящийся на подложке слой дисперсионной жидкости, состоящей из магнитных частиц, дисперсионной среды, состоящей из органического растворителя, загустителя, состоящего из бис-амида жирной кислоты с гидроксильной группой, имеющего точку плавления от 120 до 160°С, и, по желанию, придающего цвет вещества. Техническим результатом является улучшение эксплуатационных свойств индикаторной панели, за счет получения высокой стабильности дисперсионной жидкости во времени повышена записывающая способность, сохранность изображения, его отчетливость, стираемость. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Магнитная миграционная индикаторная панель, включающая дисперсионную жидкость, содержащую магнитные частицы, дисперсионную среду, загуститель и, по желанию, придающее цвет вещество, находящуюся на подложке, в которой дисперсионная среда содержит органический растворитель, в которой загуститель содержит амид жирной кислоты с гидроксильной группой, имеющий точку плавления от 120 до 160^oC, и в которой дисперсионная среда имеет положительное значение предела текучести. 2. Магнитная миграционная индикаторная панель по п.1, в которой органический растворитель представляет собой неполярный органический растворитель. 3. Магнитная миграционная индикаторная панель по п.1 или 2, в которой в качестве загустителя выбрано одно или более вещество из группы, состоящей из алкилен-бис-амида 12-гидроксистеариновой кислоты и фенилен-бис-амида 12-гидроксистеариновой кислоты, и дисперсионная жидкость содержит от 1 до 10% весовых загустителя от общего веса дисперсионной жидкости. 4. Магнитная миграционная индикаторная панель по любому из предыдущих пунктов, в которой дисперсионная жидкость содержит от 10 до 30% весовых магнитных частиц от общего веса дисперсионной жидкости. 5. Магнитная миграционная индикаторная панель по любому из предыдущих пунктов, в которой дисперсионная жидкость находится между двумя подложками. 6. Магнитная миграционная индикаторная панель по п.5, в которой дисперсионная жидкость находится в замкнутом пространстве в ячеистой структуре, сформированной между двумя подложками, и в которой предел текучести дисперсионной жидкости составляет от 1 до 50 дин/см². 7. Магнитная миграционная индикаторная панель по любому из пп.1-5, в которой дисперсионная жидкость находится в замкнутом пространстве, образованном множеством вогнутых участков на подложке и другой подложкой, которая покрывает вогнутые участки и приклеена к первой подложке, и в которой предел текучести дисперсионной жидкости составляет от 1 до 50 дин/см². 8. Магнитная миграционная индикаторная панель по любому из пп.1-4, в которой дисперсионная жидкость заключена в капсулы, и заключенная в капсулы дисперсионная жидкость приклеена к подложке связующим веществом, и в которой предел текучести дисперсионной жидкости составляет от 1 до 50 дин/см².