(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯物質の造粒および噴射する噴射工程と、前記芯物質をカプセル膜物質により形成した薄膜を通過させて前記カプセル膜物質を被膜するカプセル化工程と、前記カプセル膜物質を被膜したマイクロカプセルを単層配列して密着固化するシート化工程とからなり、前記各工程を一連の処理により行うマイクロカプセルシートの製造方法において、
前記シート化工程のマイクロカプセルの単層配列は、前記カプセル膜物質を被覆された未完成状態のマイクロカプセルを、傾斜した容器に貯蔵した保護液内に落下させて自己集積により行うことを特徴とするマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項２】
芯物質の造粒および噴射する噴射工程と、前記芯物質をカプセル膜物質により形成した薄膜を通過させて前記カプセル膜物質を被膜するカプセル化工程と、前記カプセル膜物質を被膜したマイクロカプセルを単層配列して密着固化するシート化工程とからなり、前記各工程を一連の処理により行うマイクロカプセルシートの製造方法において、
前記シート化工程のマイクロカプセルの単層配列は、前記カプセル膜物質を被覆された未完成状態のマイクロカプセルを、傾斜した自己集積用薄膜上に落下させて自己集積により行うことを特徴とするマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項３】
前記噴射工程は、芯物質材料を貯蔵する容器に圧力を加えて流出し、かつ前記容器に振動を加えて液滴を造粒して噴射口から噴出することを特徴とする請求項１または２記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項４】
前記噴射口から噴出する芯物質の液滴は、カプセル膜物質により形成の薄膜を通過する薄膜破壊時の位置エネルギーと前記芯物質の液滴の運動エネルギーの関係において、噴出速度が次の条件（数１）
【数１】
0005151058.tif 000004
を満足することを特徴とする請求項３記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項５】
前記カプセル化工程の薄膜を形成するカプセル膜物質は、界面活性剤を添加した水溶液であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項６】
前記カプセル化工程の薄膜を形成するカプセル膜物質は、ゲル状で界面活性剤を添加した水溶液であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項７】
前記界面活性剤を添加した水溶液がゼラチン水溶液であることを特徴とする請求項５または６記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項８】
前記界面活性剤を添加した水溶液がエネルギー性硬化樹脂の水溶液であることを特徴とする請求項５または６記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項９】
前記保護液に乾燥固化する物質を添加したことを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１０】
前記乾燥固化する物質がゼラチンであることを特徴とする請求項９記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１１】
前記自己集積は、容器近傍に設けた外力手段により発生した外力と重力により行うこと請求項１記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１２】
前記自己集積は、自己集積用薄膜近傍に設けた外力手段により発生した外力と重力により行うこと請求項２記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１３】
前記外力手段の発生する外力が振動、遠心力、磁力のいずれか１以上であることを特徴とする請求項１１または１２記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１４】
前記シート化工程のマイクロカプセルの密着固化は、前記マイクロカプセルのカプセル膜物質の乾燥により行うことを特徴とする請求項５〜７の何れか記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１５】
前記シート化工程のマイクロカプセルの密着固化は、前記マイクロカプセルのカプセル膜物質に含むエネルギー性硬化樹脂にエネルギー照射して行うことを特徴とする請求項８記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１６】
前記噴射工程、前記カプセル化工程、前記シート化工程の一連の処理は、環境維持手段により制御された大気圧より低い気圧の雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１７】
前記噴射工程、前記カプセル化工程、前記シート化工程の一連の処理は、環境維持手段により制御されたカプセル膜物質のゾル化温度以上の雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１８】
前記噴射工程、前記カプセル化工程、前記シート化工程の一連の処理は、環境維持手段により制御された湿度が飽和状態の雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のマイクロカプセルシートの製造方法。
【請求項１９】
芯物質の造粒および噴射する噴射手段と、前記芯物質をカプセル膜物質により形成した薄膜を通過させて前記カプセル膜物質を被膜するカプセル化手段と、前記カプセル膜物質を被膜したマイクロカプセルを単層配列して密着固化するシート化手段と、気圧，温度，湿度を制御する環境維持手段とを備え、  
前記環境維持手段により制御された雰囲気中に前記噴射手段，前記カプセル化手段，前記シート化手段を配置し、前記各手段による一連の処理により、請求項１６〜１８に記載したマイクロカプセルシートの製造方法を行うことを特徴とするマイクロカプセルシートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミクロン（μｍ）オーダーの微細なマイクロカプセルの製造技術および微細粒体の整列技術に係り、特に、マイクロカプセル構造を有する電子ペーパーおよびディスプレイ等の表示部に用いるマイクロカプセルシートの製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロカプセルは、概略、芯物質と呼ばれる中身と、この中身を包む微小容器であるカプセル膜物質からなり、芯物質を外部環境から保護する機能や外部に放出する時期を調整する機能を有することから、感圧紙、電気泳動粒子等の種々の分野で広く利用されている。
【０００３】
そして、マイクロカプセルの製造方法として、特許文献１には、振動体を設けた吐出用タンク内にマイクロカプセルの芯物質体とカプセル膜物質とを含む溶液を貯留し、振動体の振動により材料を微粒子化して溶液内にマイクロカプセルを形成して、さらに振動体を溶液が応動可能な相対的に低い周波数で動作させ、溶液を外部に押し出し、吐出ノズルからマイクロカプセルを含む微量の溶液１６ａを吐出して対象体にマイクロカプセルを塗布することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、超音波ホーンの外面に沿ってマイクロカプセル用の芯物質、さらに芯物質の外面にカプセル膜物質をそれぞれ流下して、超音波ホーンの下面に濡れ膜状態に供給し、超音波ホーンの上下方向の超音波振動によって２つの物質を微粒子状に噴霧することにより芯物質がカプセル物質に被膜されたマイクロカプセル液滴を製造すること、さらに特許文献３には、液状のカプセル膜物質を、この膜物質が不溶な液体上に浮かべ、そこに液状または固体の芯物質を滴下し、通過することによりカプセル膜物質を芯物質のまわりにコートした後、膜物質が不溶な液体中を通過させることによってカプセル化を行うことが開示されている。
【０００５】
さらに、カプセル化したマイクロカプセルの基板等にコーディングしてシート化する方法として、特許文献４には、表示基板の電極上にマイクロカプセルの混合割合が調整された表示層用塗布液を塗布し、塗布層中の溶媒を乾燥させる際、塗布層に振動を加えることによりマイクロカプセルを単層かつ稠密に配置されたマイクロカプセルシートを得ること、また特許文献５には、マイクロカプセルを結合材とともに基板上にコーディングして結合材を乾燥収縮して密着したマイクロカプセルシートを得ることが記載されている。
【０００６】
そして、特許文献６においては、マイクロカプセルをバインダ樹脂中に混練し、ノズルから射出してファイバ状に成形するため、ノズル径をマイクロカプセルが１列で通過するようにして樹脂ファイバを作る。この樹脂ファイバ中のマイクロカプセルの間隔は、マイクロカプセルのバインダ混練濃度、ノズルからの射出速度などによって所望値とし、これを基板上に配置してマイクロカプセルシートを得ることが記載され、また特許文献７には、電気泳動体が正または負に帯電した帯電粒子などによって構成されるため、電気泳動体を液体上に浮かべ、一対の基板のうちの一方に電場を印加して、基板の一方の面にほぼ単層で緻密に配列して電気的に密着コーディングすることが記載されている。
【０００７】
また、特許文献８には連続相と不連続相からなり、不連続相に懸濁流体および少なくとも１個の粒子を含む複数の液滴を有し、液滴の各々の粒子は懸濁流体中に配置され電場を適用する際に、懸濁流体を通って移動し、また連続相は、不連続相を取り囲みかつカプセル化する。そして不連続相は、電気泳動媒体の少なくとも４０容量％を構成した２相の電気泳動媒体が記載され、特許文献９には、電気泳動ディスプレイとして、流体と、可視光の波長未満の直径を有する複数の分散されたナノパーティクルを含み、流体が全体に均一分散される場合、第１の光学的特徴を提示し、またナノパーティクルが集められて凝集され、個々のナノパーティクルより大きい場合、第２の異なる光学的特徴を提示する。また、ナノパーティクル含有の流体に電場を付与し、分散された状態と凝集された状態との間にナノパーティクルを移動させるように配列した電極を含む構成が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２９８６８４号公報
【特許文献２】特開昭５９−２２８９３０号公報
【特許文献３】特開２００１−２１２４４９号公報
【特許文献４】特開２００５−２５８３１０号公報
【特許文献５】特開２００１−２１２４４９号公報
【特許文献６】特開２００２−１８９２３４号公報
【特許文献７】特開２００５−２４１７９２号公報
【特許文献８】特表２００４−５２４５７０号公報
【特許文献９】特表２００４−５２２１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したマイクロカプセルのカプセル化において、均一な直径のマイクロカプセルを得るために、例えば特許文献２，３に示すように、芯物質の直径より十分小さいカプセル膜物質を噴霧した状態中に芯物質の液滴を通過させること、液体上に浮かべた液状のカプセル膜物質を、芯物質が通過することにより均一な直径のマイクロカプセルを製造することが通常の手段である。
【０００９】
しかしながら、カプセル膜物質が高粘度材であると噴霧することが困難になることやカプセル膜の厚みが不均一になること、また液状のカプセル膜物質を液体上に浮かべるための構成条件に制約が多いという課題がある。また、通常のマイクロカプセルシートの製造方法はマイクロカプセルとシート化の工程は別工程により行われている。
【００１０】
また、マイクロカプセルタイプの表示デバイスの構造は製造されたマイクロカプセルを一層のシート状に配置している。さらに解像度向上のため圧力にてマイクロカプセルを変形させて空隙を少なく密にしている。しかしながら、カプセル自体に剛性があるため、またカプセル間を接着固化することで圧力解放後の復元を抑制するために接着層の厚みが必要となり、さらにマイクロカプセルの直径にばらつきがあるため、これらのことから密になりにくい構成であって、そのために多層となり易いという課題がある。
【００１１】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、マイクロカプセルの直径ばらつきが小さく、また配置が密となる単層で自己配列、自己変形したマイクロカプセルシートを得るため、カプセル膜物質の薄膜を形成し、この薄膜を突き抜けるように芯物質（微粒子の固体や液滴体）を通過させてカプセル化した未完成状態のマイクロカプセルを作成し、この未完成状態（簡単に変形や破壊が起きてしまうような状態）のマイクロカプセルを逆に利用してシート化し、マイクロカプセルシートの製造を一連の工程によって行うマイクロカプセルシートの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１、２に記載したマイクロカプセルシートの製造方法は、芯物質の造粒および噴射する噴射工程と、芯物質をカプセル膜物質により形成した薄膜を通過させてカプセル膜物質を被膜するカプセル化工程と、カプセル膜物質を被膜したマイクロカプセルを単層配列して密着固化するシート化工程とからなり、各工程を一連の処理により行うことにより、製造工程を短縮し、より安定した品質のマイクロカプセルシートが製造できる。
請求項１の製造方法は、シート化工程のマイクロカプセルの単層配列を「カプセル膜物質を被覆された未完成状態のマイクロカプセルを、傾斜した容器に貯蔵した保護液内に落下させて自己集積により行う」ことを特徴とする。
また、請求項２の製造方法は、シート化工程のマイクロカプセルの単層配列を「カプセル膜物質を被覆された未完成状態のマイクロカプセルを、傾斜した自己集積用薄膜上に落下させて自己集積により行う」ことを特徴とする。
「カプセル膜物質を被覆された未完成状態のマイクロカプセル」は、後述するように、
カプセル膜物質が未だ固化せず「簡単に変形や破壊が起きてしまうような状態」にあるマイクロカプセルである。
【００１３】
また、請求項３、４に記載したマイクロカプセルシートの製造方法は、請求項１または２の製造方法において、噴射工程は、芯物質材料を貯蔵する容器に圧力を加えて流出し、かつ容器に振動を加えて液滴を造粒して噴射口から噴出すること、さらに、噴射口から噴出する芯物質の液滴は、カプセル膜物質により形成の薄膜を通過する薄膜破壊時の位置エネルギーと前記芯物質の液滴の運動エネルギーの関係において、噴出速度が次の条件（数１）
【００１４】
【数１】
0005151058.tif 000002
を満足することによって、芯物質の液滴はカプセル膜物質の薄膜を突き抜けて通過するので芯物質にカプセル膜物質を均一に被膜することができる。
【００１５】
また、請求項５〜８に記載したマイクロカプセルシートの製造方法は、請求項１または２の製造方法において、カプセル化工程の薄膜を形成するカプセル膜物質は、界面活性剤を添加した水溶液であること、ゲル状で界面活性剤を添加した水溶液であること、さらに、界面活性剤を添加した水溶液がゼラチン水溶液であること、界面活性剤を添加した水溶液がエネルギー性硬化樹脂の水溶液であることによって、芯物質に薄膜強度が向上したカプセル膜物質を被膜することができる。
【００１６】
また、請求項９〜１３に記載したマイクロカプセルシートの製造方法は、請求項１または２の製造方法、すなわち、シート化工程のマイクロカプセルの単層配列は、カプセル膜が未だ固化しない未完成状態のマイクロカプセルを傾斜した容器に貯蔵した保護液内に落下させて自己集積により行うこと、また、カプセル膜が未固化状態のマイクロカプセルを傾斜した自己集積用薄膜上に落下させて自己集積により行うこと、さらに、保護液に乾燥固化する物質を添加したこと、乾燥固化する物質がゼラチンであること、また自己集積は、容器近傍に設けた外力手段により発生した外力と重力により行うこと、自己集積用薄膜近傍に設けた外力手段により発生した外力と重力により行うこと、さらに外力手段の発生する外力が振動、遠心力、磁力のいずれか１以上であることによって、マイクロカプセルを自己集積させて単層配列でき、カプセル膜が未固化状態であるため自己集積後に表面張力等の小さな力で容易に細密六方形状に近い形の集積度が高い自己変形ができる。
【００１７】
また、請求項１４、１５に記載したマイクロカプセルシートの製造方法は、請求項５〜８の製造方法において、シート化工程のマイクロカプセルの密着固化は、マイクロカプセルのカプセル膜物質の乾燥により行うこと、または、マイクロカプセルのカプセル膜物質に含むエネルギー性硬化樹脂にエネルギー照射して行うことによって、乾燥による収縮のためカプセル膜が薄くなり、さらにマイクロカプセルシートの集積度を向上させたシート化ができる。
【００１８】
また、請求項１６〜１８に記載したマイクロカプセルシートの製造方法は、請求項１〜１５の製造方法において、噴射工程、カプセル化工程、シート化工程の一連の処理は、環境維持手段により制御された大気圧より低い気圧の雰囲気中で行うこと、さらにカプセル膜物質のゾル化温度以上の雰囲気中で行うこと、さらに湿度が飽和状態の雰囲気中で行うことによって、芯物質のカプセル膜物質の薄膜を通過する時に空気を巻き込む量が小さく、カプセル膜物質の薄膜がゲル化することを抑制してカプセル膜物質の薄膜を通過し易く、カプセル膜物質の薄膜の乾燥を防いで均質な厚みのカプセル膜を形成し、芯物質に安定したカプセル壁薄膜を被膜できる。
【００１９】
また、請求項１９に記載したマイクロカプセルシートの製造装置は、芯物質の造粒および噴射する噴射手段と、芯物質をカプセル膜物質により形成した薄膜を通過させてカプセル膜物質を被膜するカプセル化手段と、カプセル膜物質を被膜したマイクロカプセルを単層配列して密着固化するシート化手段と、気圧，温度，湿度を制御する環境維持手段とを備え、環境維持手段により制御された雰囲気中に噴射手段，カプセル化手段，シート化手段を配置し、各手段による一連の処理により、請求項１６〜１８に記載したマイクロカプセルシートの製造方法を行うことによって、製造工程の処理を短縮して、より安定した品質のマイクロカプセルシートが製造できる。
【００２０】
前記の方法および装置によって、未完成状態のマイクロカプセルの容易に変形する等の利点を用いてシート化する各工程を一連の処理として行って、カプセル膜物質の薄膜を形成し、芯物質を通過させてマイクロカプセルを製造し、カプセル膜の乾燥前に表面張力によって自己配列および自己変形させ、乾燥定着することによって、単層のマイクロカプセルシートを製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、噴射装置により芯物質を造粒し、カプセル化装置によって造粒した芯物質にカプセル膜物質を被膜してマイクロカプセルを製造し、シート化装置によりマイクロカプセルを自己集積してシート化する工程を一連の動作によって行うことで、より細密で単層のマイクロカプセルシートを作成できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態におけるマイクロカプセルシートの製造方法の処理を示すフローチャートであり、図２は製造装置の概略構成を示す模式図である。
【００２４】
本実施の形態における製造装置は、図２に示すように、気圧，温度，湿度等の環境を維持する環境維持装置（図示せず）により雰囲気を制御されたマイクロカプセルシート製造装置１は、芯物質（液滴）を噴射して造粒する噴射装置２と、噴射された芯物質がカプセル膜物質を通過することにより芯物質の表面をカプセル膜物質で覆いマイクカプセルを製造するカプセル化装置３と、製造したマイクロカプセルを自己集積しマイクロカプセルシートを製造するシート化装置４から構成される。
【００２５】
また、噴射装置２は、芯物質を供給する芯物質供給部６、供給された芯物質を貯蔵する貯蔵部７、芯物質を造粒する振動子８、芯物質の造粒径を決める噴射口９からなり、カプセル化装置３は、芯物質が通過する薄膜を形成するため、カプセル膜物質を供給するカプセル膜物質供給部１１、カプセル膜物質の薄膜を形成するロール１２からなり、シート化装置４は、カプセル化装置３で製造したマイクロカプセルを受けてシート化するため、保護液１４、保護液１４を満たした平坦な底面を有する容器１５、容器１５から保護液１４を排出する排出部からなる。
【００２６】
さらに、シート化装置４は、カプセル化装置３からのマイクロカプセルを受ける保護液１４の排出後に、密着および乾燥の処理を行うための雰囲気とする環境を維持する環境維持装置を備えている。
【００２７】
以下に、図１に基づき図２を参照しながら本実施の形態のマイクロカプセルシートの製造方法について説明する。
【００２８】
マイクロカプセルシートの製造方法は、図２に示す各装置により処理を行う３つの工程からなり、それぞれの処理工程は、造粒工程，カプセル化工程，シート化工程である。
【００２９】
まず、噴射装置２の貯蔵部７に芯物質となる材料を芯物質供給部６から供給する（Ｓ１）。貯蔵部７の芯物質を噴出するため、芯物質供給部６から圧力および振動子８による振動を加えて噴射口９から芯物質（液滴）を造粒し噴出する（Ｓ２）。
【００３０】
この芯物質は、芯物質供給部６から圧力を付加することにより噴射速度を発生させ、振動子８により振動させることで噴射口９から流出する液流に脈流を発生させて造粒し、また噴射口９の径により造粒径を決定している。
【００３１】
カプセル化装置３において、噴射装置２からの造粒し噴出された芯物質が通過するカプセル膜物質の薄膜を形成する（Ｓ３）。このカプセル膜物質の薄膜化は、カプセル膜物質供給部１１から供給のカプセル膜物質（水溶性物質＋界面活性剤による表面張力）とロール１２によって一定の膜厚に形成される。
【００３２】
形成したカプセル膜物質の薄膜を芯物質が通過することによりカプセル膜物質を被膜してマイクロカプセルを製造する（Ｓ４）。
【００３３】
このカプセル膜物質の薄膜を芯物質（液滴）が通過するための所定の速度として、噴射口９からの噴出速度が次の条件「薄膜破壊時の位置エネルギー＜液滴の運動エネルギー」を満たすようにする。これは、液滴の運動エネルギーが熱エネルギーに変換されることなく、材料の降伏点（弾性と塑性の変換点）において薄膜を破壊（薄膜を突き抜けて通過）すると仮定すると（数２）
【００３４】
【数２】
0005151058.tif 000003
で表される。
【００３５】
よって、液滴の質量ｍか液滴の速度ｖを大きくすること、薄膜のばね常数を小さくする（例えば、ゼラチン水溶液の濃度を薄くする、あるいは温度を高くし粘度を低下させる）、薄膜の降伏撓み量δmaxを小さくすることにより薄膜を液滴が通過することができる。
【００３６】
カプセル化装置３において製造したマイクロカプセルは、未完成状態（簡単に変形や破壊が起きてしまうような状態）であり、さらに被膜したカプセル膜が乾燥することを避けるため、保護液１４を貯めた底面が平坦な容器１５によって受けてシート化を行う。また、この容器１５はマイクロカプセルを自己集積するために傾けて配置してある（Ｓ５）。傾けた容器１５内で自己集積したマイクロカプセルをシート化するため容器１５内から保護液１４を排出部１６から排出し予備乾燥し、さらに加圧、加熱等によりマイクロカプセルの変形、密着および乾燥を行いシート化する（Ｓ６）。
【００３７】
また、本実施の形態における製造装置の芯物質を造粒する噴射装置２の具体例として、マイクロカプセルの芯物質（ここではイソパラフィンに酸化チタンとカーボンブラックを含有させたもの）を噴射装置２に芯物質供給部６から注入し圧力（ここでは２４０ｋｐａ）を発生させて液流を噴射口９から噴出させる。さらに、振動子８により振動させることで噴射口９から噴出している液流に脈流を発生させ液滴を作り造粒化する。なお、ここで振動子８の振動は５０ｋＨｚ，噴射口９の径は５０μｍとして得られた芯物質の径は約１００μｍである。そのときの噴射速度は約１０ｍ／ｓｅｃである。なお、図２では噴射口９の数は１つであるが、複数の噴射口９を設けて複数の芯物質を噴射させても良い。
【００３８】
カプセル膜は、図２に示すカプセル膜物質供給部１１からカプセル膜物質（ここでは１０ｗｔ％のゼラチン水溶液にアルキルエーテル硫酸エステルナトリウムの界面活性剤を１ｗｔ％添加している）を供給し、ロール１２間にカプセル膜の薄膜化を行う。一方のロール１２にカプセル膜物質供給部１１からカプセル膜物質を供給し、他方のロール１２から流出させてカプセル膜物質を薄膜化（薄膜の厚み約１０μｍ）する。ここでは、回転するロール１２、カプセル膜物質の濃度等によりカプセル膜物質に張力を与えることで薄膜化と膜厚の管理を行っている。
【００３９】
また、図２では示していないが、ロール１２間にはガイド部があり、薄膜を維持している。また、カプセル膜物質の乾燥およびゲル化（４０℃以下でゲル化する）を防止するために、製造装置１内部は環境維持装置によって湿度９０〜１００ｗｔ％、温度６０℃の雰囲気に環境を維持している。
【００４０】
図３は製造装置のカプセル化装置３における芯物質にカプセル膜を被膜する工程を示す模式図であり、図３を参照しながらカプセル化の原理を説明する。噴射装置２から噴射された芯物質の液滴はカプセル膜薄膜を通過してカプセル膜物質で被膜される。このとき、カプセル膜の薄膜の通過に必要なエネルギー以上の液滴にエネルギー（速度１０ｍ／ｓｅｃ，径１００μｍ）が必要であり、カプセル膜の薄膜を通過する。通過する際にカプセル膜の薄膜は芯物質を被膜する。また、通過されたカプセル膜の薄膜は界面活性剤による自己修復効果（ギブス効果およびマランゴニー効果等の作用）によって修復される。再び芯物質の通過に応じて被膜することが可能となる。
【００４１】
なお、噴射装置２の噴射速度や液滴の大きさおよび薄膜の粘度等によっては、通過時に空気を多少巻き込む可能性があるので、製造装置全体を減圧することが望ましい（径３０μｍ以下の巻き込んだ気泡であれば自然にマイクロカプセル外に放出されるので問題ない）。また、カプセル化装置３のロール１２間は供給側から流出側にカプセル膜物質が流れるように傾けて配置している。
【００４２】
次に、図２に示すマイクロカプセルをシート化するシート化装置４は、マイクロカプセルを受けて平坦に配列できる容器１５と、マイクロカプセルの乾燥防止と密着防止する保護液１４と、細密化のための保護液を排出する排出部１６と、さらに、製造装置全体の環境維持装置と別に、密着および乾燥するための環境を維持する環境維持装置から構成される。
【００４３】
図４はカプセル化装置３により得たマイクロカプセルを高密度で単層にシート化する工程を示す模式図である。底が平坦な容器１５に保護液１４（３０℃以下の冷水）が満たされている。保護液１４はゼラチンのゲル化温度以下に設定し、カプセル膜の破壊と乾燥を低減している。また、保護液１４の表面張力にてマイクロカプセル同士の密着を低減している。
【００４４】
この環境状態にて容器１５を傾けたり、あるいは傾けながら近傍に設けた装置により外力として振動を与えることにより、マイクロカプセルの自重にて自然と下方に移動し単層の自己集積が行われる。また、カプセル化装置３からのマイクロカプセルを保護液１４で受ける際に、カプセル膜が破壊されないように減速するためカプセル化装置３とシート化装置４は十分な距離を設けて配置し、また、単層のシート化に自己集積し易いように容器１５を少しずつ移動するように構成しても良い。あるいは、容器１５に振動を与える以外に、マイクロカプセルの落下地点を中心に容器１５を回転させることで生じる遠心力、容器１５近傍に配置した電極等によって得られる磁力等によりマイクロカプセルを単層にシート化することも考えられる。
【００４５】
自己集積の完了後、保護液１４を排出部１６により排出し予備乾燥を行う。保護液１４が存在する時点ではマイクロカプセルは球状であるものが、排出することで保護液１４の表面張力が低下し、これに反しマイクロカプセル同士のカプセル膜による密着力の影響が顕著となるため、細密六方形状に近い形に変形する。なお、保護液１４として、０．２ｗｔ％のゼラチンを混入した水溶液を用いる。
【００４６】
その後、容器１５全体をゼラチンのゲル化温度以上（ここでは６０℃）に加熱し、マイクロカプセル同士のさらなる密着を行うことも有効である。また、乾燥によるカプセル壁の収縮によって、さらに細密六方形状に近いものに変形密着する。
【００４７】
また、シート化装置４の別の構成例として、図５に示すような自己集積用薄膜の液状膜１７（シャボン膜：１〜１０μｍ程度）を形成し、マイクロカプセル（ここでは５０μｍ程度）の自己集積を行う。液状膜物質を傾けて配置した液状膜物質供給側１８から液状膜物質流出側１９に流して液状膜１７を形成する。自己集積するマイクロカプセルを液状膜１７の液状膜物質供給側１８近傍にて適当な間隔で受けて、外力として磁力等を加えることにより液状膜物質流出側１９方向に移動させ、最も密な配置となる単層のマイクロカプセルのシート化ができる。マイクロカプセルが下方に移動しながら最も密な単層の配置となるのは、液状膜１７で流動抵抗が非常に小さく、また、液状膜１７の膜厚がマイクロカプセルに対して十分小さく、液状膜の表面張力を受けているためである。なお、液状膜物質として５〜１０ｗｔ％のゼラチン水溶液等を用いる。
【００４８】
図６（ａ）は図５に示すＡの供給側で受けた時のマイクロカプセルの状態、図６（ｂ）は図５に示すＢの流出側に自己集積したマイクロカプセルの状態を示す図である。また、以上の方法にて得られるマイクロカプセルは直径が非常に均一である。また、シート化したマイクロカプセルは図７に示すような単層で略千鳥配置した略細密六方形状に近いマイクロカプセルシートを製造することができる。
【００４９】
以上のように、噴射装置２による造粒工程、カプセル化装置３によるカプセル化工程、シート化装置４による自己集積のシート化工程の一連の動作によって、細密で単層のマイクカプセルシートを作成することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態について、マイクロカプセルのカプセル膜としてゼラチンを用いた例を説明したが、例えばエネルギー性硬化樹脂として、熱硬化樹脂を用いてマイクロカプセルを製造し、同様な単層の自己集積化を行った後、紫外線等の光照射によってシート化したマイクロカプセルシートを作成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係るマイクロカプセルシートの製造方法および製造装置は、噴射装置により芯物質を造粒し、カプセル化装置によって造粒した芯物質にカプセル膜物質を被膜してマイクロカプセルを製造し、シート化装置によりマイクロカプセルを自己集積してシート化する工程を一連の動作によって行うことで、より細密で単層のマイクカプセルシートを作成でき、マイクロカプセル構造を有する電子ペーパーおよびディスプレイ等の表示部に用いるこれらの製造方法および装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態におけるマイクロカプセルシートの製造方法を示すフローチャート
【図２】本実施の形態におけるマイクロカプセルシートの製造装置の概略構成を示す模式図
【図３】本実施の形態における芯物質にカプセル膜を被膜する工程を示す模式図
【図４】本実施の形態におけるマイクロカプセルを単層にシート化する工程を示す模式図
【図５】本実施の形態におけるマイクロカプセルを単層にシート化する別の工程を示す模式図
【図６】本実施の形態における（ａ）は図５の矢印Ａのマイクロカプセルの状態、（ｂ）は図５の矢印Ｂのマイクロカプセルの状態を示す図
【図７】本実施の形態における乾燥固化しシート化したマイクロカプセルの状態を示す図
【符号の説明】
【００５３】
１  製造装置
２  噴射装置
３  カプセル化装置
４  シート化装置
６  芯物質供給部
７  貯蔵部
８  振動子
９  噴射口
１１  カプセル膜物質供給部
１２  ロール
１４  保護液
１５  容器
１６  排出部
１７  液状膜
１８  液状膜物質供給側
１９  液状膜物質流出側
【図１】
0005151058.tif 000005
【図２】
0005151058.tif 000006
【図３】
0005151058.tif 000007
【図４】
0005151058.tif 000008
【図５】
0005151058.tif 000009
【図６】
0005151058.tif 000010
【図７】
0005151058.tif 000011