(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンパク質コアセルベート中に水非混和相をカプセル化するためのプロセスであって、該プロセスは：
コロイド性アルミナ懸濁物および促進剤を含む水相を形成する工程；
該水相中で該水非混和相の小さな液滴を含む不安定なエマルジョンの形成を生じさせるのに有効な条件下で、該水相中で該水非混和相を乳化させる工程；および
該エマルジョンの合一および該コアセルベートのカプセル壁によって囲まれた該水相のカプセルの形成を可能にする条件下で、該エマルジョンをタンパク質およびコアセルベート化剤と混合する工程
を包含する、プロセス。
【請求項２】
前記コロイド性アルミナ懸濁物中のアルミナが、前記水相の約０．１重量％〜約１．０重量％を構成する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記促進剤がポリ酸を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記促進剤がカルボン酸とオレフィンとのコポリマーを含む、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記タンパク質がゼラチンを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記コアセルベート化剤がアニオン性ポリマーを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記コアセルベート化剤が、ビニルの主鎖および該主鎖に結合した複数のアニオン基を有するポリアニオン性ポリマーを含む、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記ポリアニオン性ポリマーが、ポリ（アクリル酸）；ポリ（メタクリル酸）；ポリ（アクリル酸）および／またはポリ（メタクリル酸）の、これらの酸のエステルとのコポリマー；スチレンスルホネートのスチレンとのコポリマー；メチルビニルエーテルのアクリル酸とのコポリマー、メチルビニルエーテルのメタクリル酸とのコポリマー、酢酸ビニルのアクリル酸とのコポリマー、または酢酸ビニルのメタクリル酸とのコポリマー；アルキルで置換されたオレフィン、メチルビニルエーテルおよびビニルカルボキシレートの、マレイン酸、マレイン酸エステルおよびマレイン酸半エステルとのコポリマーのうちのいずれか１つ以上を含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記水非混和相が脂肪族炭化水素を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記水非混和相が前記脂肪族炭化水素中に懸濁された固形物粒子をさらに含む、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記水非混和相が、逆極性の電荷を有する、異なる２つの型の固形物粒子を含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記脂肪族炭化水素は、芳香族で置換されたアルケンとアルケンとのジブロックコポリマーが中に分散される、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１３】
形成された前記カプセルが、その後、ポリマー性結合剤と混合され、そして該カプセル／ポリマー性結合剤混合物が基材上でコーティングされそして乾燥されて、該基材上にコヒーレント層を形成する、請求項１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセルの調製に関し、特に電気泳動媒体を形成することにおける使用を目的としたカプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子ベースの電気泳動ディスプレイ（ここで複数の荷電粒子が電場の影響下で懸濁流体を通って移動する）は、多くの年月の間、激しい研究開発の課題であった。このようなディスプレイは、液晶ディスプレイと比較した場合、良好な輝度およびコントラスト、幅広い視野角、状態の双安定性、および低消費電力の特性を有し得る。
【０００３】
（用語「双安定の」および「双安定性」は、当該分野における従来の意味で本明細書中で使用され、少なくとも１つの光学的特性において相違する第一ディスプレイ状態および第二ディスプレイ状態を有するディスプレイ素子を含むディスプレイをいい、そして有限の持続時間のアドレス指定パルスによって任意の所定の素子が駆動された後（第一ディスプレイ状態または第二ディスプレイ状態のいずれかを想定するとアドレス指定パルスが終結した後）、この状態が、そのディスプレイ素子の状態を変化させるのに必要とされるアドレス指定パルスの最小限の持続時間の少なくとも数倍（例えば、少なくとも４倍）持続するようなディスプレイである。公開された特許文献１において、グレースケールの可能な、いくつかの粒子ベース電気泳動ディスプレイが、極度の黒状態および白状態においてのみならず、中間のグレー状態においても安定であること、そして同じことが、いくつかの他の型の電気光学的ディスプレイについて真実であることを示した。この型のディスプレイは、正確には、双安定性よりもむしろ「多段安定性」といわれるが、用語「双安定な」は、簡略化のために、双安定性ディスプレイおよび多段安定性ディスプレイの両方を含めるために本明細書中で使用され得る。
【０００４】
それにもかかわらず、電気泳動ディスプレイの長期の画像品質についての問題により、ディスプレイの広範な使用が妨げられている。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は定着する傾向にあり、これらのディスプレイについての不適切な耐用年数を生じる。
【０００５】
Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ  Ｉｎｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡されたかまたはそれらの名義の、カプセル化された電気泳動媒体を記載する多くの特許および特許出願が、最近公開されている。このようなカプセル化された媒体は、多くの小カプセルを含み、これら小カプセルの各々が、それ自体、液体懸濁媒体中に懸濁された電気泳動移動性粒子を含む内相、およびこの内相を囲むカプセル壁を含む。代表的に、カプセルは、それ自体、ポリマー性結合剤中に保持されて、２つの電極の間に位置するコヒーレント層を形成する。この型のカプセル化媒体は、例えば以下に記載される：（特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９、特許文献２０、特許文献２１、特許文献２２、特許文献２３、特許文献２４、特許文献２５、特許文献２６、特許文献２７、特許文献２８、特許文献２９、特許文献３０、特許文献３１、特許文献３２、特許文献３３、特許文献３４、特許文献３５、特許文献３６、特許文献３７、特許文献３８、特許文献３９、特許文献４０、特許文献４１、特許文献４２、特許文献４３、特許文献４４、特許文献４５、特許文献４６、特許文献４７、特許文献４８、特許文献４９、特許文献５０、特許文献５１、特許文献５２、特許文献５３、特許文献５４、特許文献５５、特許文献５６、特許文献５７、特許文献５８、特許文献５９、特許文献６０、特許文献６１、特許文献６２、特許文献６３、特許文献６４、特許文献６５、特許文献６６、特許文献６７、特許文献６８、特許文献６８、特許文献６９、特許文献７０、特許文献７１、特許文献７２、特許文献７３、特許文献７４、特許文献７５、特許文献７６、特許文献７７、特許文献７８、特許文献７９、特許文献８０、特許文献８１、特許文献８２、特許文献８３、特許文献８４、特許文献８５、特許文献８６、特許文献８７、特許文献８８、特許文献８９、特許文献９０、特許文献９１、特許文献９２、特許文献９３、特許文献９４、特許文献９５、特許文献９６、特許文献９７、特許文献９８、特許文献９９、特許文献１００、特許文献１０１、特許文献１０２、特許文献１０３、特許文献１０４、特許文献１０５、特許文献１０６、特許文献１０７、特許文献１０８、特許文献１０９、特許文献１１０、特許文献１１１、特許文献１１２、特許文献１１３）
公知の電気泳動媒体（カプセル化された媒体およびカプセル化されていない媒体の両方）は、２つの主要な型に分けられ得、これらは以後簡略化のため、それぞれ「単一粒子」および「二重粒子」といわれる。単一粒子媒体は、懸濁媒体中に単一型の電気泳動粒子のみが懸濁され、この媒体の少なくとも１つの光学的特徴は、その粒子の光学的特徴と相違する。（単一型の粒子を参照する場合、本発明者らはこの型の全ての粒子が完全に同一であることは意味しない。例えば、この型の全ての粒子が実質的に同じ光学的特徴を有し、そして実質的に同じ極性の電荷を有する場合、粒子サイズおよび電気泳動移動度のようなパラメーターにおける、考慮すべき任意の変動性が、媒体の利用に影響することなく許容され得る）。このような媒体が一対の電極（その電極のうちの少なくとも１つは透明である）の間に配置される場合、２つの電極の相対電位に依存して、媒体は、粒子の光学的特徴（これらの粒子が観測者に近位の電極付近にある場合、以後「前面」電極と呼ばれる）、または懸濁媒体の光学的特徴（これらの粒子が観測者から遠位の電極付近にある場合、以後「背面」電極と呼ばれ、これらの粒子は懸濁媒体によっ隠される）を表示し得る。
【０００６】
二重粒子媒体は、少なくとも１つの光学的特徴において異なる２つの別々の型の粒子、および懸濁流体（これは着色されていなくても着色されていてもよいが、代表的には着色されていない）を有する。２つの型の粒子は、電気泳動移動度が相違する；移動度におけるこの差異は、極性（この型は、以後「逆電荷二重粒子」媒体として参照され得る）および／または大きさ（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）に拠り得る。このような二重粒子媒体が前述の対の電極の間に配置される場合、２つの電極の相対電位に依存して、媒体はいずれかの組の粒子の光学的特徴を表示し得るが、このことが達成される正確な様式は、移動度における差異が極性にあるのかまたは大きさのみにあるのかに依存して相違する。例示の容易さのため、一方の型の粒子が黒色でありそしてもう一方の型が白色である電気泳動媒体を考察する。２つの型の粒子が極性において相違する（例えば、黒色粒子が正に荷電しそして白色粒子が負に荷電する）場合、これらの粒子は２つの相違する電極に誘引されて、その結果、例えば前面電極が背面電極に対して負である場合、黒色粒子は前面電極に誘引されそして白色粒子は背面電極に誘引されて、媒体は観察者に対して黒色に見える。逆に、前面電極が背面電極に対して負電荷である場合、白色粒子は前面電極に誘引され、そして黒色粒子は背面電極に誘引され、その結果、媒体は観測者に対して白色に見える。
【０００７】
２つの型の粒子が同じ極性の電荷を有するが、電気泳動度が相違する（この型の媒体は以後「同じ極性の二重粒子」媒体として参照される）場合、両方の型の粒子は同じ電極に誘引されるが、一方の型はもう一方の型より先に電極に達し、その結果観測者に対面する型は、これら粒子が誘引される電極に依存して相違する。例えば、先の例示が、黒色粒子および白色粒子の両方が正に荷電するが黒色粒子がより高い電気泳動移動度を有するように改変されると想定する。ここで、前面電極が背面電極に対して負である場合、黒色粒子および白色粒子の両方が前面電極に誘引されるが、黒色粒子は、より高い移動度に起因して最初にその前面電極に届き、その結果、黒色粒子の層が前面電極を被覆し、そして媒体が観測者に対して黒色に見える。反対に、前面電極が背面電極に対して正である場合、黒色粒子および白色粒子の両方は背面電極に誘引されるが、黒色粒子は、より高い移動度に起因して最初にその背面電極に到達し、その結果、黒色粒子の層は背面電極を被覆し、白色粒子の層をその背面電極から隔てたままにし、そして観測者に対面して、その結果、媒体は観測者に対して白色に見える：この型の二重粒子媒体は、背面電極から隔たった白色粒子の層が観測者に容易に眼に見えることを可能にするのに十分に懸濁流体が透明であることを必要とすることを注意されたい。代表的に、このようなディスプレイにおける懸濁流体は、全く色付けされないが、そこのディスプレイを通って見られる白色粒子における任意の所望されない濃淡を直す目的のため、いくらかの色が組み込まれ得る。
【０００８】
単一粒子電気泳動ディスプレイおよび二重粒子電気泳動ディスプレイの両方は、先に記載した２つの極端な光学的状態の中間の光学的特徴を有する、中間のグレイ状態を可能にし得る。
【０００９】
いくつかの前述の特許および公開された特許出願は、各々のカプセル内に３つ以上の異なる型の粒子を有する、カプセル化された電気泳動媒体を開示する。本出願の目的のため、このような複数粒子媒体は、二重粒子媒体の亜種とみなされる。
【００１０】
多くの前述の特許および特許出願は、カプセル化された電気泳動媒体中の別個のミクロカプセルを取り囲む壁が、連続相によって置き換えられ得、これによっていわゆるポリマー分散型電気泳動ディスプレイを作製することを認識する。ここでこの電気泳動媒体は複数の別個の液滴の電気泳動媒体、および連続相のポリマー物質を含み、そしてこのようなポリマー分散型電気泳動ディスプレイ内の別個の液滴の電気泳動媒体は、別個でないカプセル膜が各々別個の液滴と結び付く場合であっても、カプセルまたはミクロカプセルとしてみなされ得る；例えば、前述の特許文献７３を参照のこと。従って、本出願の目的のため、このようなポリマー分散型電気泳動媒体は、カプセル化された電気泳動媒体の亜種とみなされる。
【００１１】
電気泳動媒体はしばしば不透明であり（なぜなら、例えば、多くの電気泳動媒体中で、粒子は実質的にディスプレイを通る可視光の透過をブロックされるからである）、そして反射状態で作動し、多くの電気泳動ディスプレイがいわゆる「遮蔽状態」で作動するよう作製され得る。ここで、１つの表示状態は実質的に不透明であり、そして１つの表示状態は光透過性である。例えば、前述の特許文献１１および特許文献１２、ならびに特許文献１１４、特許文献１１５、特許文献１１６、特許文献１１７、および特許文献１１８を参照のこと。二電気泳動ディスプレイ（ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）（これは電気泳動ディスプレイと同様であるが、電場強度におけるバリエーションに依存する）は、同様の状態で作動し得る。特許文献１１９を参照のこと。他の型の電気光学的ディスプレイもまた、遮蔽状態で作動し得る。
【００１２】
カプセル化電気泳動ディスプレイまたはミクロセルの電気泳動ディスプレイは、代表的に、従来の電気泳動デバイスについてのクラスター形成および沈殿の不具合の状態に苦しむことなく、そしてさらなる利点（例えば、広範な種々の可撓性基材および強固な基材上でディスプレイを印刷またはコーティングする能力）を提供する。（語「印刷すること」の使用は、印刷およびコーティングの全ての形態を含むことが意図され、その形態としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：予め測定されたコーティング（例えば、パッチダイ（ｐａｔｃｈ  ｄｉｅ）コーティング、スロットコーティングまたは押出コーティング、スライドコーティングまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング）；ロールコーティング（例えば、ナイフオーバーロールコーティング、フォワードロールコーティングおよびリバースロールコーティング）；グラビアコーティング；浸漬コーティング；吹き付けコーティング；メニスカスコーティング；スピンコーティング；ブラシコーティング；エアナイフコーティング；シルクスクリーン印刷プロセス；静電印刷プロセス；熱印刷プロセス；インクジェット印刷プロセス；電気泳動沈着；ならびに他の同様な技術。）従って、得られたディスプレイは、可撓性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体が（種々の方法を使用して）印刷され得るので、ディスプレイ自体はあまり高額でなく作製され得る。
【００１３】
前述に記載した電気泳動カプセルを調製するための好ましいプロセスは、Ｅ  ＩｎｋおよびＭＩＴの特許および特許出願は、カプセル化物質としてゼラチン／アカシアのコアセルベートを使用し、そしてこのようなゼラチン／アカシアカプセルを形成するためのプロセスは、以下に要約され得る：例えば、前述の特許文献１の段落［００６９］〜［００７４］を参照のこと。内相は、懸濁流体中で１つ以上の型の電気泳動粒子を含んで調製される；代表的に、この内相は、無着色の炭化水素懸濁流体中にチタニア粒子およびカーボンブラック粒子を含む。この内相は、均一であることを確実にするため、完全に撹拌される。ゼラチンは、４０℃の温度で脱イオン水中で溶解され、そして激しく撹拌される。この内相は、同じ温度まで加熱され、そしてチューブ出口が撹拌される溶液の表面下にあるチューブ通って、撹拌されたゼラチン溶液に滴下される。得られた混合物は、継続して激しく撹拌しながら４０℃に保ち、途切れのないゼラチンコーティング水相中に内相の液滴の分散物を作製する。
【００１４】
次いで、４０℃のアカシア水溶液をこの混合物に添加し、そしてその混合物のｐＨを約４．９に下げ、ゼラチン／アカシアコアセルベートの形成を生じさせ、これによってカプセルを形成する。次いで、得られた混合物の温度を１０℃に下げ、そしてグルタルアルデヒド（カプセル壁を架橋する薬剤）の水溶液を添加する。次いで、得られた混合物を２５℃に温め、そしてさらに１２時間激しく撹拌する。
作製されたカプセルを、液体から分離し、そして水中での再分散により洗浄する。次いで、これらのカプセルを、篩過またはそれ以外によってサイズ毎に分離する。前述のＥ  ＩｎｋおよびＭＩＴ特許のうちのいくつかにおいて説明した理由のため、カプセル化される電気泳動媒体は、単一の実質的に最密な層のカプセルを含むことが所望される。また、このような電気泳動媒体が基材上でカプセルをコーティングすることにより作製される場合、カプセル層の露出表面は適度に平坦であることが所望される。なぜなら、そうでない場合、最終のディスプレイにおける他の層にカプセル層をラミネート加工する際に、困難に遭遇し得るからである。このような適度に平坦な露出表面を有する実質的に最密な層の作製は、実質的に同じサイズであるカプセルをコーティングすることによって最も良好に達成される。代表的に、カプセルの直径の所望の範囲は、３０〜５０μｍ、平均４０μｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１８０６８７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９３０，０２６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９６１，８０４号明細書
【特許文献４】米国特許第６，０１７，５８４号明細書
【特許文献５】米国特許第６，０６７，１８５号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１１８，４２６号明細書
【特許文献７】米国特許第６，１２０，５８８号明細書
【特許文献８】米国特許第６，１２０，８３９号明細書
【特許文献９】米国特許第６，１２４，８５１号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，１３０，７７３号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，１３０，７７４号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１７２，７９８号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，１７７，９２１号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，２３２，９５０号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，２４９，７２１号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，２５２，５６４号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，２６２，７０６号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，２６２，８３３号明細書
【特許文献１９】米国特許第６，３００，９３２号明細書
【特許文献２０】米国特許第６，３１２，３０４号明細書
【特許文献２１】米国特許第６，３１２，９７１号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，３２３，９８９号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，３２７，０７２号明細書
【特許文献２４】米国特許第６，３７６，８２８号明細書
【特許文献２５】米国特許第６，３７７，３８７号明細書
【特許文献２６】米国特許第６，３９２，７８５号明細書
【特許文献２７】米国特許第６，３９２，７８６号明細書
【特許文献２８】米国特許第６，４１３，７９０号明細書
【特許文献２９】米国特許第６，４２２，６８７号明細書
【特許文献３０】米国特許第６，４４５，３７４号明細書
【特許文献３１】米国特許第６，４４５，４８９号明細書
【特許文献３２】米国特許第６，４５９，４１８号明細書
【特許文献３３】米国特許第６，４７３，０７２号明細書
【特許文献３４】米国特許第６，４８０，１８２号明細書
【特許文献３５】米国特許第６，４９８，１１４号明細書
【特許文献３６】米国特許第６，５０４，５２４号明細書
【特許文献３７】米国特許第６，５０６，４３８号明細書
【特許文献３８】米国特許第６，５１２，３５４号明細書
【特許文献３９】米国特許第６，５１５，６４９号明細書
【特許文献４０】米国特許第６，５１８，９４９号明細書
【特許文献４１】米国特許第６，５２１，４８９号明細書
【特許文献４２】米国特許第６，５３１，９９７号明細書
【特許文献４３】米国特許第６，５３５，１９７号明細書
【特許文献４４】米国特許第６，５３８，８０１号明細書
【特許文献４５】米国特許第６，５４５，２９１号明細書
【特許文献４６】米国特許第６，５８０，５４５号明細書
【特許文献４７】米国特許第６，６３９，５７８号明細書
【特許文献４８】米国特許第６，６５２，０７５号明細書
【特許文献４９】米国特許第６，６５７，７７２号明細書
【特許文献５０】米国特許第６，６６４，９４４号明細書
【特許文献５１】米国特許第６，６８０，７２５号明細書
【特許文献５２】米国特許第６，６８３，３３３号明細書
【特許文献５３】米国特許第６，７０４，１３３号明細書
【特許文献５４】米国特許第６，７１０，５４０号明細書
【特許文献５５】米国特許第６，７２１，０８３号明細書
【特許文献５６】米国特許第６，７２７，８８１号明細書
【特許文献５７】米国特許第６，７３８，０５０号明細書
【特許文献５８】米国特許第６，７５０，４７３号明細書
【特許文献５９】米国特許第６，７５３，９９９号明細書
【特許文献６０】米国特許第６，８１６，１４７号明細書
【特許文献６１】米国特許第６，８１９，４７１号明細書
【特許文献６２】米国特許第６，８２２，７８２号明細書
【特許文献６３】米国特許第６，８２５，０６８号明細書
【特許文献６４】米国特許第６，８２５，８２９号明細書
【特許文献６５】米国特許第６，８２５，９７０号明細書
【特許文献６６】米国特許第６，８３１，７６９号明細書
【特許文献６７】米国特許第６，８３９，１５８号明細書
【特許文献６８】米国特許出願公開第２００２／００６０３２１号明細書
【特許文献６９】米国特許出願公開第２００２／００６３６６１号明細書
【特許文献７０】米国特許出願公開第２００２／００９０９８０号明細書
【特許文献７１】米国特許出願公開第２００２／０１１３７７０号明細書
【特許文献７２】米国特許出願公開第２００２／０１３０８３２号明細書
【特許文献７３】米国特許出願公開第２００２／０１３１１４７号明細書
【特許文献７４】米国特許出願公開第２００２／０１７１９１０号明細書
【特許文献７５】米国特許出願公開第２００２／０１８０６８７号明細書
【特許文献７６】米国特許出願公開第２００２／０１８０６８８号明細書
【特許文献７７】米国特許出願公開第２００３／００１１５６０号明細書
【特許文献７８】米国特許出願公開第２００３／００２０８４４号明細書
【特許文献７９】米国特許出願公開第２００３／００２５８５５号明細書
【特許文献８０】米国特許出願公開第２００３／０１０２８５８号明細書
【特許文献８１】米国特許出願公開第２００３／０１３２９０８号明細書
【特許文献８２】米国特許出願公開第２００３／０１３７５２１号明細書
【特許文献８３】米国特許出願公開第２００３／０１５１７０２号明細書
【特許文献８４】米国特許出願公開第２００３／０２１４６９５号明細書
【特許文献８５】米国特許出願公開第２００３／０２１４６９７号明細書
【特許文献８６】米国特許出願公開第２００３／０２２２３１５号明細書
【特許文献８７】米国特許出願公開第２００４／０００８３９８号明細書
【特許文献８８】米国特許出願公開第２００４／００１２８３９号明細書
【特許文献８９】米国特許出願公開第２００４／００１４２６５号明細書
【特許文献９０】米国特許出願公開第２００４／００２７３２７号明細書
【特許文献９１】米国特許出願公開第２００４／００７５６３４号明細書
【特許文献９２】米国特許出願公開第２００４／００９４４２２号明細書
【特許文献９３】米国特許出願公開第２００４／０１０５０３６号明細書
【特許文献９４】米国特許出願公開第２００４／０１１２７５０号明細書
【特許文献９５】米国特許出願公開第２００４／０１１９６８１号明細書
【特許文献９６】米国特許出願公開第２００４／０１９６２１５号明細書
【特許文献９７】国際公開ＷＯ９９／６７６７８号パンフレット
【特許文献９８】国際公開ＷＯ００／０５７０４号バンフレット
【特許文献９９】国際公開ＷＯ００／３８０００号パンフレット
【特許文献１００】国際公開ＷＯ００／３８００１号パンフレット
【特許文献１０１】国際公開ＷＯ００／３６５６０号パンフレット
【特許文献１０２】国際公開ＷＯ００／６７１１０号バンフレット
【特許文献１０３】国際公開ＷＯ００／６７３２７号パンフレット
【特許文献１０４】国際公開ＷＯ０１／０７９６１号パンフレット
【特許文献１０５】国際公開ＷＯ０１／０８２４１号号パンフレット
【特許文献１０６】国際公開ＷＯ０３／１０７，３１５号パンフレット
【特許文献１０７】国際公開ＷＯ２００４／０２３１９５号パフレット
【特許文献１０８】国際公開ＷＯ２００４／０４９０４５号パンフレット
【特許文献１０９】国際公開ＷＯ２００４／０５９３７８号パンフレット
【特許文献１１０】国際公開ＷＯ２００４／０８８００２号パンフレット
【特許文献１１１】国際公開ＷＯ２００４／０８８３９５号パンフレット
【特許文献１１２】国際公開ＷＯ２００４／０９０８５７号パンフレット
【特許文献１１３】国際公開ＷＯ２００４／０９９８６２号パンフレット
【特許文献１１４】米国特許第５，８７２，５５２号明細書
【特許文献１１５】米国特許第６，１４４，３６１号明細書
【特許文献１１６】米国特許第６，２７１，８２３号明細書
【特許文献１１７】米国特許第６，２２５，９７１号明細書
【特許文献１１８】米国特許第６，１８４，８５６号明細書
【特許文献１１９】米国特許第４，４１８，３４６号明細書
【特許文献１２０】米国特許第４，９６５，１３１号明細書
【特許文献１２１】米国特許第２，９３２，６２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
あいにく、上記の従来技術のカプセル化プロセスは、高収率のカプセルを所望の範囲の直径で作製しないことが見出されている。代表的に、所望のカプセルの収率（作製された総カプセルのうちの容量パーセントとして測られる）は、１２％〜３４％に及び、平均約２７％である。平均のカプセル直径は、パラメーター（例えばゼラチン濃度、撹拌速度など）を制御することによって、かなりの範囲にわたって変動され得るが、この範囲よりさらに収率を増加させることは可能であるとは証明されていない。主要な問題は、許容範囲未満の直径を有する「微細物（ｆｉｎｅ）」またはカプセルが高比率であることである；例えば、以下の実施例に示されるように、３０〜５０μｍのカプセルを作製するよう設計された、最適化された代表的な従来技術のプロセスにおいて、カプセルの容積パーセントは、実際には、約１０〜１２μｍがピークである。明らかに、有用なカプセルのこのような低い収率は、大きな問題である。なぜなら、これらは電気泳動媒体のコストを大いに増加させ、そして許容できないカプセルの処分のための実質的なコストを生じるからである。また、従来技術は容易な拡張性がなく、反応器のサイズおよび／または形状が変更される各々の場合に再度の最適化が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、従来技術のカプセル化プロセスにおける前述の不利益を克服し、それによって有用なカプセルの収率を実質的に増加させることを目的とする２つの異なるアプローチを提供する。第一のアプローチは、従来技術のプロセスの相対的に直接的な改変を含み、ここで、コアセルベートを最初に形成し、そしてその後カプセル化されるべき物質をこのコアセルベート相において乳化させる。第二のアプローチは、合一制限（ｌｉｍｉｔｅｄ  ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）（「ＬＣ」）プロセスを使用する、プロセスにおけるより根本的な変更を表す。
【００１８】
一相を別相の中へと撹拌すること以外のカプセル形成のための技術は、公知である。このような技術（これは、懸濁重合プロセスにおける使用のためのモノマーの液滴の調製のために本来開発された）の１つの群は、合一制限プロセスである；このプロセスにおいて、合一制限プロセスにより提供される、粒子サイズの均一性および懸濁容積画分の増加により、装置のより効率的な使用が可能になる。このプロセスに関する広範な特許文献が存在する；例えば、特許文献１２０および特許文献１２１である。
【００１９】
合一制限プロセスは、このプロセスの重要な段階での液滴の安定化のため、いわゆるピッカリングエマルジョン（Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ）の使用を含む。ピッカリングエマルジョンは、最も慣習的なエマルジョンの場合の小さな界面活性分子または界面活性可溶性ポリマーよりもむしろ、界面活性粒子状物質（また、「粒子状コロイド」または「ＰＣ」として参照される）によって、合一に対して安定化されたエマルジョン（水中油または油中水のいずれか）である。代表的な界面活性粒子状物質としては、粘土粒子、コロイダルシリカ分散物、および光架橋されたラテックス粒子が挙げられるが、多くのほかの物質もまた使用されている。これらの物質の大部分は、本質的に界面活性ではない（すなわち、これらは厳密には油水界面に対する仕切りでない）ので、第二の成分（いわゆる、促進剤）が、安定なピッカリングエマルジョンを達成するために必要とされる。促進剤は、代表的に、それ自体はいくらか界面活性である；例としては、多く型の両親媒性種（これは代表的に、典型的な界面活性剤（石鹸、アルキルスルフォナート、アルキルアンモニウム塩などを含む））ならびに可溶性ポリマー（ゼラチン、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルアルコール）など）、およびオリゴマー（例えば、アルキルアミノメタノールおよびアジピン酸の濃縮生成物、ならびに前述の特許に記載される同様の種）が挙げられる。促進剤は、界面活性粒子状物質上で吸収されることによって機能し、これによって、その物質を油水の境界面で界面活性にさせると考えられている。従って、促進剤の量は、非常に重要である。なぜなら、良好な促進剤は、一般に、ＰＣを不安定にさせる物質であるからである。ごくわずかしか促進剤が存在しない場合、界面活性粒子物質は、油水境界面で吸収せず、そしてこの油滴は安定性を獲得しない；しかし、過剰な促進剤が存在する場合、界面活性粒子状物質は、凝析して懸濁物から分離するか、または油相中へと分配されるかのいずれかである。大過剰の促進剤は、多く場合、ピッカリングエマルジョンを費やして通常のエマルジョンを安定化し得る。これらの場合の各々において、合一制限プロセスの結果は失敗であり、このプロセスは、安定なピッカリングエマルジョンの形成を必要とする。
【００２０】
典型的な合一制限プロセスにおいて、油相は、水、界面活性粒子状物質および促進剤を含む水性懸濁物中に分散される。次いで、得られた粗製エマルジョンを、非常に微細な粒子サイズの水中油エマルジョンを生じることが期待される条件下で、均一化する。このエマルジョンは不安定である。なぜなら、微小サイズの粒子は、存在する制限された量の界面活性粒子状物質によって覆われ得る面積よりも、油水境界面積をずっと大きくさせるからである。従って、合一が境界面積を同時に減少させながら起こる。この面積が減少するにつれて、吸収された粒子状物質によって覆われた境界面積の画分は増加し、そしてこの画分が１（完全な被覆）に近づくにつれて、合一は停止する。（ここで、用語「制限された合一」は全体のプロセスに対してである）。このプロセスは、理論的および機構的に研究されている（例えば、Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ  ａｎｄ  Ｒｏｓｓ，Ｊ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  Ｓｃｉ．  １９６，４８−５９（１９９５）を参照のこと）。モンテカルロ法は、合理的な仮定で、液滴間の衝突が合一をもたらす確率（特に、合一の確率が、粒子状物質による境界面の分画被覆についての減少関数であること）を示す。最終的な液滴粒子のサイズ分布は、かなり狭い。容積が最大の液滴は、最も小さい液滴の容積のおよそ２倍であり、その結果、粒子の直径は、およそ２の平方根（約１．２６）の分だけ変動する。最も良好な合一制限プロセスは、この期待値にうまく合致する。
【００２１】
すでに述べたように、合一制限プロセスは、懸濁重合プロセスにおける使用のためのモノマーの液滴を調製するために本来開発されており、そして他の状況においてこのようなプロセスを適用する場合に多くの問題が存在する。第一に、粒子状コロイド安定剤は、これが使用されるべき特定の系と適合可能であることが見出されなければならない。第二に、均質化の間に形成される水中油エマルジョンは、合一に関して不安定でなければならない。そしてこれは、系に既に存在する任意の界面活性剤が無効にさせられなければならないことを必要とする。
【００２２】
ここで、これらの問題が克服され得、そして合一制限プロセスは、上記の従来技術のカプセル作製プロセスと比較した場合、実質的に向上した収率で、電気泳動ディスプレイにおける使用のためのカプセルの作製に首尾よく使用されることが、見出されている。
【００２３】
従って、１つの局面において、本発明はタンパク質コアセルベート中に水非混和性相をカプセル化するためのプロセスを提供し、このプロセスは、
水媒体中にタンパク質とコアセルベート化剤とのコアセルベートを形成する工程；および
水非混和相周囲のコアセルベートの析出を生じさせるのに有効な条件下で、コアセルベートを含む水性媒体中で水非混和相を乳化させ、これによってコアセルベートのカプセル壁によって囲まれた水非混和相のカプセルを形成する工程
を包含する。
【００２４】
このプロセスは、以降、本発明の「コアセルベート予備形成（ｐｒｅｆｏｒｍｅｄ  ｃｏａｃｅｒｖａｔｅ）」プロセスと称され得る。このプロセスにおいて、タンパク質はゼラチンであり得、そしてコアセルベート化剤はアカシアであり得る。水非混和相は、脂肪族炭化水素を含み得る。
【００２５】
既に示したように、本発明のコアセルベート予備形成プロセスは特に、電気泳動媒体のためのカプセルを作製することにおける使用を対象とするが、排他的ではない。この適用において、プロセスにおいて使用される水非混和相は、通常、電気泳動媒体の完全な中間相（電気泳動粒子および懸濁流体、さらにその流体または粒子のいずれかの中またはその上に所望される任意の添加物）を含む。このような中間相は、電気泳動媒体において有用であることが公知の任意の型であり得る。従って、本発明のコアセルベート予備形成プロセスにおいて、炭化水素はその中に固形物粒子が懸濁され得、そしてこれらの固形物粒子は電気的に荷電され得る。上記のような逆電荷二重粒子電気泳動媒体の作製を対象とした、このプロセスの好ましい形態において、水非混和相は、逆極性の電荷を有する２つの異なる型の固形物粒子を含む。
【００２６】
以下に詳細に説明される理由のため、乳化工程／カプセル形成工程のうちの少なくとも１部は、水性媒体のゲル化温度に近い温度で行われることが望ましい；従って、代表的に、乳化工程／カプセル形成工程のうちの少なくとも１部は３５℃未満で行われる。
【００２７】
一旦カプセルが、コアセルベート予備形成プロセスにおいて形成されると、これらカプセルは、タンパク質の架橋化を引き起こすのに効果的な架橋剤で処理され得る。この架橋剤は、アルデヒド（例えば、グルタルアルデヒド）であり得る。また、前述のＥ  ＩｎｋおよびＭＩＴの特許および特許出願のうちのいくつかにおいて記載されたように、形成されたカプセルは、その後、ポリマー性結合剤と混合され、そしてこのカプセル／結合剤の混合物は、基材上でコーティングされそして乾燥されて、基材上にカプセルのコヒーレント層を形成する。
【００２８】
別の局面において、本発明は、タンパク質コアセルベート中に水非混和相をカプセル化するためのプロセスを提供し、このプロセスは：
コロイド性アルミナ懸濁物および促進剤を含む水相を形成する工程；
水相中に水非混和相の小さな液滴を含む不安定なエマルジョンの形成を生じさせるのに有効な条件下で、水相中に水非混和相を乳化させる工程；および
エマルジョンの合一およびコアセルベートのカプセル壁によって囲まれた水相のカプセルの形成を可能にする条件下で、該エマルジョンと、該タンパク質およびコアセルベート化剤とを混合する工程
を包含する。
【００２９】
このプロセスは、以降、本発明の「合一制限」プロセスまたは「ＬＣ」プロセスと称され得る。このプロセスにおいて、アルミナは、水相の０．１重量％〜１．０重量％を構成し得る。促進剤はポリ酸（例えば、カルボン酸とオレフィンとのコポリマー）を含み得る。タンパク質はゼラチンを含み得、そしてコアセルベート化剤はアニオン性ポリマーを含み得る。このようなアニオン性ポリマーは、ビニルの主鎖およびこの主鎖に結合した複数のアニオン基を有するポリアニオン性ポリマーを含み得る；従って、例えば、このポリアニオン性ポリマーは、以下のうちの任意の１つ以上を含み得る：ポリ（アクリル酸）；ポリ（メタクリル酸）；ポリ（アクリル酸）および／またはポリ（メタクリル酸）の、これらの酸のエステルとのコポリマー；スチレンスルホネートの、スチレンとのコポリマー；メチルビニルエーテルのアクリル酸とのコポリマー、メチルビニルエーテルのメタクリル酸とのコポリマー、酢酸ビニルのメタクリル酸とのコポリマー、または酢酸ビニルのメタクリル酸とのコポリマー；アルキルで置換されたオレフィン、メチルビニルエーテルおよびビニルカルボキシレートの、マレイン酸、マレイン酸エステルおよびマレイン酸半エステルとのコポリマー。
【００３０】
既に示したように、本発明のＬＣプロセスは、特に、電気泳動媒体のためのカプセルを作製することにおける使用を対象とするが、排他的ではない。この適用において、プロセスにおいて使用される水非混和相は、通常、電気泳動媒体の完全な内相（電気泳動粒子および懸濁流体、さらにその流体または固形物粒子のいずれかの中またはその上に所望される任意の添加物）を含む。このような内相は、電気泳動媒体において有用であることが公知の、任意の型であり得る。従って、本発明のＬＣプロセスにおいて、水非混和相は、炭化水素を含み得、この炭化水素はその中に固形物粒子が懸濁され得、そしてこれらの粒子は電気的に荷電され得る。上記のような逆電荷二重粒子電気泳動媒体の作製を対象とした、このプロセスの好ましい形態において、水非混和相は、逆極性の電荷を有する２つの異なる型の固形物粒子を含む。以下に詳細に説明される理由のため、この炭化水素はまた、その中にジブロックコポリマー（ｄｉ−ｂｌｏｃｋ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）または芳香族で置換されたアルキレン、およびアルケンがその中に分散され得る。
【００３１】
本発明のコアセルベート予備形成プロセスの場合のように、ＬＣプロセスにおいて、形成されるカプセルは、その後、タンパク質の架橋を生じさせるのに有効な架橋剤で処理され得る。この架橋剤は、アルデヒド（例えば、グルタルアルデヒド）であり得る。形成されるカプセルは、その後、重合結合剤と混合され得、そしてカプセル／結合剤の混合物が基材上に被覆されそして乾燥されて、基材上にカプセルのコヒーレント層を形成する。
本発明は例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
タンパク質コアセルベート中に水非混和相をカプセル化するためのプロセスであって、該プロセスは、
水性媒体中にタンパク質とコアセルベート化剤とのコアセルベートを形成する該工程；および
該水非混和相周囲に該コアセルベートの析出を生じさせるのに有効な条件下で、該コアセルベートを含む該水性媒体中で、該水非混和相を乳化させ、これによって該コアセルベートのカプセル壁によって囲まれた該水非混和相のカプセルを形成する工程
によって特徴付けられる、プロセス。
（項目２）
前記タンパク質がゼラチンである、項目１に記載のプロセス。
（項目３）
前記コアセルベート化剤がアカシアである、項目１に記載のプロセス。
（項目４）
前記水非混和相が脂肪族炭化水素を含む、項目１に記載のプロセス。
（項目５）
前記水非混和相が前記炭化水素中に懸濁された固形物粒子をさらに含む、項目４に記載のプロセス。
（項目６）
前記水非混和相が、逆極性の電荷を有する異なる２つの型の固形物粒子を含む、項目５に記載のプロセス。
（項目７）
乳化工程／カプセル形成の前記工程のうちの少なくとも１部が３５℃未満の温度で行われる、項目１に記載のプロセス。
（項目８）
形成された前記カプセルがその後、ポリマー性結合剤と混合され、そして該カプセル／結合剤の混合物が基材上にコーティングされそして乾燥されて、該基材上にカプセルのコヒーレント層を形成する、項目１に記載のプロセス。
（項目９）
タンパク質コアセルベート中に水非混和相をカプセル化するためのプロセスであって、該プロセスは：
コロイド性アルミナ懸濁物および促進剤を含む水相を形成する工程；
該水相中で該水非混和相の小さな液滴を含む不安定なエマルジョンの形成を生じさせるのに有効な条件下で、該水相中で該水非混和相を乳化させる工程；および
該エマルジョンの合一および該コアセルベートのカプセル壁によって囲まれた該水相のカプセルの形成を可能にする条件下で、該エマルジョンを、タンパク質およびコアセルベート化剤と混合する工程
を包含する、プロセス。
（項目１０）
前記アルミナが、前記水相の約０．１重量％〜約１．０重量％を構成する、項目９に記載のプロセス。
（項目１１）
前記促進剤がポリ酸を含む、項目９に記載のプロセス。
（項目１２）
前記促進剤がカルボン酸とオレフィンとのコポリマーを含む、項目１１に記載のプロセス。
（項目１３）
前記タンパク質がゼラチンを含む、項目９に記載のプロセス。
（項目１４）
前記コアセルベート化剤がアニオン性ポリマーを含む、項目９に記載のプロセス。
（項目１５）
前記コアセルベート化剤が、ビニルの主鎖および該主鎖に結合した複数のアニオン基を有するポリアニオン性ポリマーを含む、項目１４に記載のプロセス。
（項目１６）
前記ポリアニオン性ポリマーが、ポリ（アクリル酸）；ポリ（メタクリル酸）；ポリ（アクリル酸）および／またはポリ（メタクリル酸）の、これらの酸のエステルとのコポリマー；スチレンスルホネートのスチレンとのコポリマー；メチルビニルエーテルのアクリル酸とのコポリマー、メチルビニルエーテルのメタクリル酸とのコポリマー、酢酸ビニルのアクリル酸とのコポリマー、または酢酸ビニルのメタクリル酸とのコポリマー；アルキルで置換されたオレフィン、メチルビニルエーテルおよびビニルカルボキシレートの、マレイン酸、マレイン酸エステルおよびマレイン酸半エステルとのコポリマーのうちのいずれか１つ以上を含む、項目１５に記載のプロセス。
（項目１７）
前記水非混和相が脂肪族炭化水素を含む、項目９に記載のプロセス。
（項目１８）
前記水非混和相が前記炭化水素中に懸濁された固形物粒子をさらに含む、項目１７に記載のプロセス。
（項目１９）
前記水非混和相が、逆極性の電荷を有する、異なる２つの型の固形物粒子を含む、項目１８に記載のプロセス。
（項目２０）
前記炭化水素は、芳香族で置換されたアルケンとアルケンとのジブロックコポリマーが中に分散される、項目１７に記載のプロセス。
（項目２１）
形成された前記カプセルが、その後、ポリマー性結合剤と混合され、そして該カプセル／結合剤混合物が基材上でコーティングされそして乾燥されて、該基材上にカプセルのコヒーレント層を形成する、項目９に記載のプロセス。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】添付図面の図１は、以下の実施例１において記載される実験における、本発明の３つのコアセルベート予備形成プロセスおよびコントロールプロセスより得られたカプセルのサイズ分布を示すグラフである。
【図２Ａ】図２Ａは、以下の実施例１において記載されるコアセルベート予備形成プロセスのうちの１つより得られたカプセルの顕微鏡写真である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、以下の実施例１において記載されるコントロールプロセスより得られたカプセルの顕微鏡写真（図２Ａの顕微鏡写真と同様）である。
【図３Ａ】図３Ａは、以下の実施例２において記載される実験における、本発明のＬＣプロセスおよびコントロールプロセスより得られたカプセルの数重み付きサイズ分布を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのグラフと同様のグラフであるが、以下の実施例２において記載される実験において得られたカプセルの容積重み付きサイズ分布を示す。
【図４】図４は、以下の実施例２において記載される実験における、水性のコロイダルアルミナ含量に対する、カプセルのサイズ分布のバリエーションを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
既に記載したように、本発明は、従来技術のカプセル化プロセスにおける前述の不利益を克服することを目的とする２つの異なるアプローチ、すなわち、本発明のコアセルベート予備形成プロセスおよび合一制限プロセスを提供する。従って、これら２つのプロセスの共通の特徴を記載する導入の後、各々のプロセスの詳細が別々に考察される。
カプセル化技術における当業者に容易に明らかであるように、本発明は、最終的なカプセル化物質の作製のための、通常は複数工程のプロセスであるカプセル化工程にのみ関する。従って、以下に記載されるように、物質の選択および本発明のカプセル化プロセスに特異的な処理の局面を除き、本プロセスに関係して使用される物質、プロセスおよび技術は、当該分野で公知である任意のものであり得る。例えば、既に示されたように、本発明のプロセスは、特に、カプセル化された電気泳動媒体の作製における使用を対象にするが、排他的ではない。そして本プロセスがこの目的に使用されている場合、その内部（水非混和相）に含まれる電気泳動粒子、懸濁流体および任意の添加物（例えば、電荷制御剤）は、前述のＥ  ＩｎｋおよびＭＩＴの特許および特許出願において記載されたもののうちの任意のものであり得る。但し、無論、選択される物質は、そのカプセル化プロセスにおいて使用される特定の物質と適合性である。同様に、本発明のプロセスによって形成されるカプセルを最終的な電気泳動媒体へと転換するために必要とされる「処理後」の工程は、前述のＥ  ＩｎｋおよびＭＩＴの特許および特許出願において記載されたもののうちの任意のものであり得る。なぜなら、本発明のプロセスによって作製されるカプセルの物理的特性は、一般に、従来技術のプロセスにより作製されるカプセルと同様であるからである。
【００３４】
しかしながら、本発明は、電気泳動媒体における使用のためのカプセルの作製に限定されないが、他の水非混和相のカプセル化のために使用され得る。例えば、本発明のプロセスは、カーボンのない複写機システムまたは有機溶媒中に溶解された薬剤において使用される物質のカプセル化に対して有用であり得る。
【００３５】
（コアセルベート予備形成プロセス）
既に述べたように、本発明のコアセルベート予備形成プロセスは、タンパク質コアセルベート中に水非混和相をカプセル化するためのプロセスである。このプロセスは、水性媒体中に、タンパク質とコアセルベート化剤とのコアセルベートを形成する工程；および水非混和相周囲のコアセルベートの析出を生じさせるのに有効な条件下で、コアセルベートを含む水性媒体中で水非混和相を乳化させ、これによってコアセルベートのカプセル壁によって囲まれた水非混和相のカプセルを形成する工程を包含する。従って、このプロセスにおいて、タンパク質のコアセルベート相が最初に形成され、そしてその後、炭化水素の内相（または、そのタンパク質のコアセルベート相がカプセル化されることが所望される他の水非混和相）がこのコアセルベート相中に乳化されてカプセルを形成する。コアセルベート相中に内相を乳化することは、タンパク質を含有するが、コアセルベート化剤は含有しない水相中に内相を乳化させること、次いでコアセルベートを形成するためにコアセルベート化剤の添加することよりも、実質的に最終カプセルにおける微細物の割合を軽減し、そしてカプセルの直径に対する容量パーセントカプセルの曲線に関して、より鋭いピークを生じる。これら２つの効果の組み合わせは、実質的に、有用なカプセルの収率を増加させる；以下の実施例において見られるように、所望される３０〜５０μｍの範囲におけるカプセルの収率が５０％を超えることが、達成された。
【００３６】
コアセルベート予備形成プロセスによって達成された微細物の比率における軽減は驚くほどである。なぜなら、このことは、通常認められた流体力学理論から期待されることとちょうど反対であるからである。本プロセスにおいて使用される予備形成されたコアセルベート相は、確かに、上記で考察された従来技術のプロセスにおいて使用されるタンパク質のみの水相よりも、実質的により高い粘度を有する。そして、流体力学理論により、この増加された粘度は、反応混合物の激しい撹拌のために使用されるプロペラからの剪断のより効率的な伝達をもたらし、これによって同じ撹拌速度で微細物の比率の増加またはより小さい撹拌速度での同じサイズのカプセル作製をもたらすことが予想される。しかしながら、例示的に、正に正反対のこと：実質的に増加した撹拌速度（約３０〜３５％大きい）が、同じ平均カプセルサイズを作製するために本プロセスにおいて必要とされ、そして実質的により少ない微細物が作製されることが起こることが見出された。
【００３７】
また、最適な機械的特性を有するカプセルを保証するために、コアセルベート予備形成プロセスが行われる温度を制御することが重要であることも、見出された。より具体的には、カプセル化プロセスの少なくとも最後の一部が、カプセルの通常の架橋の前に、水性媒体のゲル化温度に近いがこれを超えない温度で行われることを確実にすることが望ましいと見出された。ゲル化温度付近の温度の使用は、最終的なカプセルの壁厚および機械的な丈夫さを増加させることが見出された。実際には、ゼラチンコアセルベートが作製されている場合、ゲル化温度は代表的に３０℃付近であり、これによりカプセル化プロセスの少なくとも一部は３５℃未満の温度で行われるべきである。
【００３８】
少なくとも、ゼラチン／アカシアコアセルベートが使用されている場合、上記で考察された従来技術のプロセスにおけるよりも、幾分高い比率で、コアセルベート予備形成溶液中のゼラチンとアカシアとの比率を維持することが望ましいことが見出された。前述のＥ  ＩｎｋおよびＭＩＴの特許および特許出願のうちのいくつかにおいて記載される好ましいプロセスは、約２．４重量％のゼラチン濃度で開始する；対照的に、コアセルベート予備形成溶液におけるゼラチンとアカシアとの最適濃度は、代表的に、各々の成分について約３．２重量％であることが見出された。予備形成されるコアセルベートにおける水非混和相の乳化が完了した後、プロセスの後期段階において、さらなる水を添加してゼラチンとアカシアとの濃度を約２．４重量％に低減することが望ましいと見出された。
【００３９】
ここで、以下に実施例が、本発明のコアセルベート予備形成プロセスによって達成され得る、改善したカプセル収率を示すために示されるが、例示の目的のみである。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
内相を、上述の２００２／０１８０６８７に記載されるように実質的に調製した。この内相は、炭化水素溶媒においてポリマーコーティングされたチタニアおよびポリマーコーティングされたカーボンブラックを含む。次いで、この内相を、先行技術（「ＰＡ」）プロセスおよび本発明のコアセルベート予備形成プロセス（「ＰＣ」）の両方によってカプセル化した。ＰＣプロセスについて与えられる物質量は、もとのＰＡプロセスの水およびオイルの量に基づいて、７５％のスケールダウンした容積のためである。２つのカプセル化のために使用される物質および量を、以下の表１に示す：
【００４１】
【表１】
0005542283.tif 000002
上記カプセル化を、プロペラ型攪拌器を備えた５０Ｌ反応器において実施した。先行技術プロセスを、実質的に上述の２００２／０１８０６８７に記載されるように実施した。ゼラチンを、その反応器中の脱イオン水に添加し、その混合物を、ゼラチンが溶解するまで低速で攪拌し、加熱すると、その溶液は４０℃に達した。別途に、内相を４０℃に加熱し、ゼラチン溶液の水面下にゆっくりと導入し、この溶液を連続的に攪拌した。この内相の添加が完了した後、その内相をカプセルの形成のために適切なサイズの液滴の中へと乳化させるために、攪拌の速度を増加させて、この攪拌を４０℃で６０分間続けた。
【００４２】
別に、アカシアを水に溶解して、４０℃に加熱した。次いで、得られたアカシア溶液を、泡立ちを避けるように注意して、上記反応器に急速に添加した。得られた混合物のｐＨを、１０％の酢酸水溶液を使用して４．９４〜４．９６に低下させて、高速の攪拌を同じ温度でさらに４０分間続けた。次いで、その反応混合物の温度を、高速の攪拌を続けながら、数時間にわたって１０℃に低下させて、グルタルアルデヒドを添加した。この添加後、その反応混合物を徐々に２５℃に温め、さらに１２時間、勢いよく攪拌した。次いで、その液相を取り出した。
【００４３】
コアセルベーション予備形成プロセスを、以下のように行った。１８４３７ｇの脱イオン水を上記反応器の中に入れて、穏やかな攪拌の下で、ゼラチンをその中に溶解し、次いで、得られた溶液を４０℃に加熱した。次いで、攪拌の速度を増加させて、アカシアを粉末形態でその反応器に直接添加した。アカシアを溶解した後、その混合物を、４０℃で６０分間、同じ速度で攪拌し、次いで、そのｐＨを測定した；このプロセスにおいてこの時点でそのｐＨは、使用したゼラチンの質に依存して、５．０５〜５．５０の範囲であり得る。すでに室温に保った内相を、約１５分間にわたって、ゼラチン／アカシア溶液の水面下に添加した。
【００４４】
この内相の添加が完了した後、得られた混合物を、２．５時間、勢いよく攪拌して、所望の液滴サイズを形成させた；その液滴サイズを調べて、平均サイズが、非常に大きいと見出した場合、攪拌速度を増加させた。２．５時間の攪拌の後、すでに４０℃に加熱した補給水を添加して、混合物のｐＨを測定した；くり返すと、このｐＨは、使用したゼラチンの質に依存して、５．０５〜５．５０の範囲であり得る。次いで、この反応混合物のｐＨを、このプロセスの冷却工程に入る前に、約４．９０に調整した。攪拌の速度をわずかに減少させて、５分後、この反応器を、５時間にわたって４０℃〜１０℃に徐々に冷却し；その反応器の温度が３０℃（ほとんどゼラチンに近いゼラチンの温度）に達した場合、攪拌を３０分間中断し（カプセルの壁を厚くさせるため）、次いで、以前と同じ速度で攪拌を再開した。この混合物の温度が１０℃に達した場合、グルタルアルデヒドを添加して、さらなる攪拌の５分後、その反応器を２５℃に加熱し、８時間〜１２時間この温度で同じ速度で攪拌した。最終的にカプセルを液相から分離した。
【００４５】
これらの実験の結果を、添付の図面の図１に示す。図１から、ＰＡ（コントロール）実験（曲線Ａ）が、１０μｍ〜１２μｍでピークに達するカプセルサイズの非常に幅広い分布を示し；コントロール実験についての曲線の積分は、所望の３０μｍ〜５０μｍの範囲におけるカプセルの収率がたった２３％であったことを示すことが、見られる。対照的に、全ての３つの本発明のコアセルベート予備形成プロセスは、カプセルサイズのより狭い分布を示し、そして改善された収率（５５０ｒｐｍ、６５０ｒｐｍおよび７２５ｒｐｍ（それぞれ、曲線Ｂ、曲線Ｃおよび曲線Ｄ）のインペラー速度を有するＰＣプロセスについて、それぞれ２７％、３６％および５７％である所望の３０μｍ〜５０μｍの範囲のカプセルの収率）を有することを示した。予想したように、この３つのＰＣプロセスは、インペラー速度を増加するにつれて（４０μｍのカプセル直径でピークを生成する７２５ｒｐｍプロセス（曲線Ｄ））カプセルの直径を減少させたことを示した。
【００４６】
コアセルベート予備形成プロセスによって生成されたカプセル均一性の改良を、図２Ａおよび図２Ｂにさらに例示する。それぞれ、本発明の７２５ｒｐｍプロセスおよび先行技術プロセスによって生成されたカプセルの顕微鏡写真である。本発明のプロセスによって生成された減少したレベルの微細物は、これらの顕微鏡写真を比較することによって、容易に明らかである。
【００４７】
前述から、本発明のコアセルベート予備形成プロセスは、有用なカプセルの収率における実質的な改良を提供し、それによって、そのようなカプセルから生成される電気泳動媒体の所定の量の費用における実質的な減少を提供することが、見られる。本発明はまた、使用できないカプセルの処理に関連した廃棄処理費用を実質的に減少させる。これらの利点は、新しい製造装置を必要とせず、それによって、資本コストを必要とせずに達成され得る。さらに、本発明は、カプセルを形成するために使用される種々の物質が加えられる順序の変更、および特定のプロセスのパラメーター（例えば、攪拌速度、冷却サイクル、およびゲル化温度付近の混合）の変更のみを必要とするため、コアセルベート予備形成プロセスは、内相またはカプセルの壁を形成するために使用される成分のいずれかの組成物における変更を必要としない。
【００４８】
（合一制限プロセス）
すでに述べたように、本発明のプロセスのＬＣプロセスは、タンパク質コアセルベートにおける水非混和相をカプセル化するためのプロセスである。このＬＣプロセスは、コロイド状のアルミナ懸濁液および促進剤を含む水相を形成する工程；その水相中の水非混和相の小さい液滴を含む不安定なエマルジョンの形成を引き起こすために効果的な条件下で、その水相中の水非混和相を乳化する工程；ならびにそのエマルジョンの合一およびコアセルベートのカプセル壁によって囲まれる水相のカプセルの形成を可能にする条件下で、そのエメルジョンと、タンパク質およびコアセルベート化剤とを混合する工程を包含する。
【００４９】
すでに示したように、合一制限プロセスを適用する際の、このプロセスが開発された状況以外の主要な問題は、適合性の粒子状コロイド性安定剤を選択すること、存在する任意の界面活性剤が、合一に対して安定な最初に形成される微細な水中油エマルジョンを溶かさないことを確実にすることである。電気泳動ディスプレイにおける使用のためのカプセルを製造する工程は、これらの問題の両方に関して特有の課題を示す。実際に、そのようなカプセルに使用される内相（すなわち、電気泳動分散、つまり懸濁流体中の１種以上の型の電気泳動粒子の懸濁液）は、電気泳動粒子上の電荷を発生および／または維持するために荷電因子の存在を必要とし、それらの荷電因子は代表的に界面活性剤であり、前述の問題の両方に関して困難性を高める。例えば、前述のＥ  ＩｎｋおよびＭＩＴの特許および出願のうちの数件は、荷電因子Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  １７Ｋのような市販のカチオン性界面活性のオリゴマー物質を含む、内相を記載している。この物質はカチオン性であるため、それとの結合においてアニオン性の粒子状コロイド性安定剤を使用することを試みる場合、Ｓｏｌｓｐｅｒａｓｅ  １７Ｋは、水相中またはオイル／水界面でアニオン性物質と強く相互作用し、従ってアニオン性物質に疎水性を与える。次いで、安定剤は、内相中に分配して、ピッカリングエマルジョンを安定化する際に効果がなくなる。従って、アニオン性安定剤よりむしろ、カチオン性安定剤を、カチオン性安定剤（例えば、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  １７Ｋ）を含む内相と共に使用しなければならない。
【００５０】
また、電気泳動性内相において使用される多くの他の荷電因子のように（Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  １７Ｋ）は、それ自体で弱い界面活性物質であり、その内相の水中油エマルジョンの形成を安定化させる。得られたエマルジョンは、荷電を安定化させるものであり、水相への中性塩（例えば、硝酸カリウム）の添加によって、不安定化され得る。しかし、水相におけるそのような塩の使用は、ゼラチン／アカシアコアセルベーションを妨げ、その結果、水相をコアセルバーションより前に脱イオン化しなければならないか、または代わりのコアセルベーションプロセスを必要とするかのいずれかである。
【００５１】
本発明のＬＣプロセスの好ましい形態は、これらの問題の両方に対する解決を提供する。コロイド性アルミナ懸濁液は、電気泳動性内相および他の水非混和相と適合性であるカチオン性のコロイド性粒子状物質であることが、見出されている。そのようなコロイド性アルミナ懸濁液は、シリコンウエハー研磨における使用のために製造されて、市販されて容易に利用可能であり、本発明の少なくともいくつかのＬＣプロセスにおいて改変せずに使用され得る。本発明のＬＣプロセスにおいて有用と見出されているそのようなコロイド性アルミナ懸濁液の例は、Ｕｌｔｒａ−ｓｏｌ  ２０１Ａ／６０、Ｕｌｔｒａ−ｓｏｌ  ２０１Ａ／１４０、およびＵｌｔｒａ−ｓｏｌ  ２０１Ａ／２８０であり、全てＥｍｉｎｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｍｏｎｒｏｅ，ＮＣから入手可能である。
【００５２】
塩の添加に関連した問題は、コアセルベート化剤としてアニオン性ポリマー、望ましくは、アカシアより高い電荷密度およびより高い程度の疎水性を有するアニオン性ポリマーを使用することによって、避けられ得る。コアセルベート化剤としてのそのようなアニオン性ポリマーの使用は、前述の２００４／００１２８３９において詳細に議論されている。そのようなアニオン性ポリマーの代表的な例は、ポリ（アクリル酸）およびポリ（オレフィン−ＣＯ−マレイン酸）であり、ここで、オレフィン成分は、エチレン、イソブチレン、ビニルエーテル、オクテン、または混合された主要なオレフィンである。これらの物質のうちのいくつかは、種々の供給源から市販されている。
【００５３】
電気泳動媒体（および可能な他の物質）の製造のために使用される本発明の特定のＬＣプロセスに直面し得る１つのさらなる問題（すなわち、懸濁流体に存在するポリマーの分解）が、存在する。前述の２００２／０１８０６８７は、電気泳動媒体の懸濁流体へのポリイソブチレンおよび特定の他のポリマーの添加が、その変換速度を過度に減少させずに、媒体の双安定を非常に増加させ得る方法を記載している。最初の小粒子の水中油エマルジョンを形成するために合一制限プロセスを必要とする強制的均一化状態は、得られた電気泳動媒体における双安定を提供することでポリマーがもはや効果的でないという程度まで、内相におけるポリイソブチレンおよび他の高分子量ポリマーを分解するのに十分である。高い双安定が必要である場合、そのような双安定は、２００４年１０月７日に出願した同時係属出願番号第１０／７１１，８２９号（対応する国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３３１８８もまた参照のこと）に記載される様式のいずれかにおいて達成され得；この出願は、双安定を増加させるために電気泳動微粒子付近のポリマー外殻の操作または剪断下で分解されない画像の安定化添加剤が使用され得ることを記載している。そのような剪断分解されない添加剤の例としは、スチレンおよびポリ（エチレン−プロピレン）から作製される凝集ジ−ブロックコポリマー（例えば、全てＫｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ，Ｂｅｌｐｒｅ，ＯＨから入手可能である、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）Ｇ１７０１、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）Ｇ１７０２またはＫｒａｔｏｎ（登録商標）Ｇ１７３０）が挙げられる。
【００５４】
以下の実施例をここに示すが、本発明の合一制限プロセスによって達成され得る改良されたカプセル収率を示すための例示の目的のみである。
【００５５】
（実施例２）
２つの同一な内相を調製した。その各々は、Ｉｓｏｐａｒ  Ｅ（Ｅｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ  ＴＸから入手可能な炭化水素溶媒；ＩＳＯＰＡＲは登録商標である）中のポリマーコーティングされたクロム酸銅色素の６０重量％懸濁液４２．５ｇ、Ｉｓｏｐａｒ  Ｅ中のポリマーコーティングされたチタニア色素の６０重量％懸濁液８５ｇ、Ｉｓｏｐａｒ  Ｇ（Ｉｓｏｐａｒ  Ｅとして同じ製造業者から提供される炭化水素溶媒）中のＳｏｌｓｐｅｒｓｅ  １７Ｋの溶液１０．７１ｇ、０．７７ｇのＳｐａｎ  ８０（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な界面活性剤）、および３１．０３ｇのさらなるＩｓｏｐａｒ  Ｅを含む。
【００５６】
実質的に前述の特許文献１に記載されるような、従来技術のカプセル化プロセスを使用するコントロール実験において、内相のうちの1つを使用した。２４０ｇの水中の１０ｇのゼラチン溶液に４２．５℃において１４０ｍＬの内相を添加し、そして得られた混合物を２インチ（５１ｍｍ）のプロップインペラーを用いて、６５０ｒｐｍで１時間撹拌することによって、乳化工程を実施した。この時まで、エマルジョンの粒子サイズ分布は、Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｃｏｕｎｔｅｒを使用する分析によって示される場合、本質的に一定であった。次いで、水（１５３ｍｌ）をこのエマルジョンに添加し、その後９８ｍＬの水中の１０ｇのアカシアの溶液を添加した。この時点で、Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｃｏｕｎｔｅｒを使用した粒子サイズ分析は、添付の図面の図３Ａおよび３Ｂにおいて、「コントロール」と表された曲線によって示される分布を示した。得られた混合物を１０℃に冷ました後、水中のグルタルアルデヒドの５０％溶液約２ｇを添加することによって、ゼラチン／アカシアコアセルベートを架橋した。これらのカプセルを、２５μｍおよび３８μｍの篩を使用して、沈降および篩過によって単離した。２５μｍの篩上に残留するカプセルをそのままにした。
【００５７】
他の内相は、制限された本発明の合一制限プロセスによって、以下のようにカプセル化した。Ｕｌｔｒａ−ｓｏｌ  ２０１Ａ１４０（３．２５２ｇ、１９．８パーセントの固形物）を１Ｌのネジ蓋付ジャーに計り入れ、そして３００ｇの水で希釈した。内相（７０ｇ）を添加し、そしてこの混合物を手で振盪して懸濁物を作製した。促進剤（水中のポリ（マレイン酸−ａｌｔ−オレフィン）の１％溶液０．６４４ｇ）（分子量約１２０００、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩより入手）を小さなガラスバイアルに計り入れ、そして数ミリリットルの水で補助しながら懸濁物に移した。そして、その懸濁液を再度振盪した。最終的に、水の０．１Ｎ  硝酸カリウム水溶液５０ｍＬを添加した。さらにもう一度振盪した後、この懸濁物をＭｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｚｅｒ（登録商標）ホモジナイザー（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ，Ｉｎｃ．より入手）に一回通した。均一化した物質を、４０℃に保持した１４０ｇの水中の４ｇのゼラチン溶液に注ぎ、そしてこの混合物をインペラを使用して約５００〜６００ｒｐｍで撹拌した。得られた懸濁物に５％のポリ（ビニルエーテル−ａｌｔ−マレイン酸）溶液（ポリ（ビニルエーテル−ａｌｔ−無水マレイン酸）（分子量４１０００、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｗａｒｒｅｎ，ＰＡより入手）の加水分解によって調製した）５ｇを添加した。少量の２Ｎ  水酸化ナトリウムの添加により、撹拌した溶液のｐＨを６．１に調整し、次いでこの懸濁物を１０℃に冷ました。この時点で、Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｃｏｕｎｔｅｒを使用した粒子サイズ分析は、図３Ａおよび図３Ｂにおいて、「本発明」と記された曲線によって示される分布を示した。次いで、グルタルアルデヒド水溶液（水中の５０％溶液、約２ｇ）を添加した。架橋の後、カプセルを上記のように篩過により単離した。
【００５８】
図３Ａおよび図３Ｂより、本発明のＬＣプロセスが、コントロールのプロセスよりずっと密な粒子サイズ分布を与え、所望のサイズ幅（この例において、２５〜４５μｍ）においてよりよい収率であることが理解される。さらに、本発明のプロセスは、以下の表２中の定量的データにより示されるように、ずっと少ない集団の微細粒子を表す。
【００５９】
【表２】
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この表より、本発明のＬＣプロセスにより作製された、所望の２０〜４５μｍのカプセルの収率は、従来技術のプロセスの収率より少なくとも２０％多かったこと、および本発明が、２０μｍ未満の直径を有する微細なカプセルの数を、少なくとも４の因数に低減したことが、理解される。
【００６０】
さらなる実験を行って、本発明のＬＣプロセスの拡張性を実証した。アルミナ安定剤  対  内相の比率が変動されることを除き、上記のＬＣプロセスを繰り返した。この結果を添付の図面の図４に示す。このことから、本プロセスによって作製された指定のカプセルサイズは、ＬＣプロセスについての理論的予測どおり、安定剤  対  内相の簡単な関数であったことが理解される。
【００６１】
また、本発明のＬＣプロセスは、この方法が、最終的に所望されるカプセルのサイズよりも実質的に小さいサイズ（約１０分の１小さい）に内相の液滴を低減するのに十分である限り、使用される均一化方法における幅広い変動に対して反応しないことが、実験的に見出された。対照的に、従来の乳化プロセスによる所望の粒子サイズ分布の開発は、規模および反応基のジオメトリに高度に依存し、従ってそのプロセスは、スケールアップの間の最適化のために、実質的な開発作業を必要とする。
【００６２】
前述より、本発明のＬＣプロセスが、有用なカプセルの収率における実質的な改善およびさらに好ましい粒子サイズ分布を提供し、そしてプロセスの回転時間を改善し得るはずであり、これによってこのＬＣプロセスが、このようなカプセルから作製された所定の量の電気泳動媒体のコストについての実質的な低減を達成することが、理解される。本発明のＬＣプロセスはまた、使用不能なカプセルの処理に関係する廃棄処理コストを実質的に低減する。これらの利点は、莫大な投資コストを負うことなしに達成され得る。さらに、このＬＣプロセスは、内相の組成物における変更を必要としない。さらに、本発明のＬＣプロセスは、従来技術のプロセスよりもずっと容易に拡張可能である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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