(57)【要約】      （修正有）【課題】凝集した粒子スラリーから粒子を連続的に融着させるためのプロセスを提供する。【解決手段】凝集した粒子スラリーを加熱し、次いで、ｐＨを上げることによって融着させる。融着した粒子を均質化し、融着した粒子スラリーとして出す。マルチスクリュー押出機を融着に使用する。これらのプロセスは、トナー組成物のような融着した粒子を提供するのに有用である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を融着させるための連続的なプロセスであって、
凝集した粒子スラリーをマルチスクリュー押出機に供給することと；
前記押出機の第１のゾーンで、凝集した粒子スラリーを約７０℃〜約９８℃の温度まで加熱することと；
前記押出機の第２のゾーンで、凝集した粒子スラリーのｐＨを上げるために苛性溶液を加え、融着した粒子スラリーを作製することと；
前記押出機の第３のゾーンで、融着した粒子スラリー中の粒子を均質化することと；
前記マルチスクリュー押出機の出口ポートから、融着した粒子スラリーを圧送することとを含む、連続的なプロセス。
【請求項２】
凝集した粒子スラリーをマルチスクリュー押出機に供給し；
前記押出機の第１のゾーンで、凝集した粒子スラリーを約７０℃〜約９８℃の温度まで加熱し；
前記押出機の第２のゾーンで、凝集した粒子スラリーのｐＨを上げるために苛性溶液を加え、融着した粒子スラリーを作製し；
前記押出機の第３のゾーンで、融着した粒子スラリー中の粒子を均質化し；
前記マルチスクリュー押出機の出口ポートから、融着した粒子スラリーを圧送することによって製造される、融着した粒子スラリー。
【請求項３】
平均直径が約４μｍ〜約１５μｍである融着した粒子を含む、請求項２に記載の融着した粒子スラリー。
【請求項４】
ＧＳＤｖまたはＧＳＤｎが約１．０５〜約１．５５である融着した粒子を含む、請求項２に記載の融着した粒子スラリー。
【請求項５】
真円度が約０．９６〜１．０である融着した粒子を含む、請求項２に記載の融着した粒子スラリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、粒子を融着させるための連続的な乳化／凝集（ＥＡ）プロセスに関する。これらのプロセスは、トナー組成物を製造するのに有用であり、エネルギー消費量が減るため、「環境に優しい」プロセスであると考えることができる。
【背景技術】
【０００２】
トナー組成物は、静電写真式、電子写真式またはゼログラフィー式の印刷デバイスまたは複写デバイスとともに用いられる。このようなデバイスでは、導電層の上に光伝導性絶縁層を備える画像化部材またはプレートは、まず、光伝導性絶縁層の表面に均一に静電帯電によって画像が形成される。次いで、プレートに、活性化する電磁放射線（例えば、光）のパターンをあて、光伝導性絶縁層のうち、照射された領域にある電荷は選択的に消失し、一方、照射しなかった領域にある静電潜像は残る。次いで、この静電潜像を現像し、例えば、現像剤組成物から、精密に分割された検電トナー粒子を光伝導性絶縁層の表面に堆積させることによって、眼に見える画像を作製してもよい。得られた眼に見えるトナー画像を適切な受け入れ基材（例えば、紙）に転写することができる。
【０００３】
トナー組成物を作製するプロセスが知られている。例えば、乳化／凝集（Ｅ／Ａ）プロセスは、トナー成分（例えば、界面活性剤、モノマー、着色剤、種となる樹脂の水中のエマルションを調製することを含む。モノマーを重合させ、ラテックスを作製する。次いで、エマルションを凝集させ、融着させ、トナー粒子のスラリーを得る。これによって、粒径、粒子の形状、粒度分布を制御することができる。得られた生成物を洗浄し、次いで、トナー粒子を単離し、このプロセスが終了する。
【０００４】
現行のＥ／Ａプロセスは、一般的にバッチプロセスとして行われる。樹脂を製造するためのバッチプロセスは、バッチ反応器中、高温でのバルク重縮合重合から開始する。重縮合反応に必要な時間は、材料の塊への熱移動、高い粘度、物質移動の制限があるため、長い。次いで、得られた樹脂を溶媒に溶解する前に、冷却し、砕き、粉砕する。次いで、溶解した樹脂に対し、ポリエステル樹脂を水相に分散させてポリエステルラテックスを調製する転相プロセスを行う。次いで、蒸留方法によって、溶媒を水相から除去する。
【０００５】
バッチプロセスは、一般的に、バッチ間に長いサイクル時間を必要とする。ロット間で粒径と真円度の一貫性を制御するのは困難である。バッチは、一度に数千ガロンの容積で製造される。バッチＥ／Ａプロセス中の制御システムの異常によって、バッチ全体が仕様を満たさなくなることがあり、そのため、バッチ全体が無駄になると考えられる。また、バッチプロセスは、一般的に、労働集約的であり、長いサイクル時間のため、大量の装置、在庫、貯蔵空間が必要になる。溶媒の使用も、環境的に問題を生じることがある。
【０００６】
もっと効果的な様式でトナーを調製することができ、かかる時間が短く、一貫したトナー生成物を製造し、廃棄物の容積が減る融着プロセスを提供することが望ましいだろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、マルチスクリュー押出機を用い、融着した粒子（例えば、融着したトナー粒子）を製造するための連続的なプロセスに関する。一般的に、凝集した粒子スラリーが押出機に入り、融着した粒子スラリーが押出機を出る。
【０００８】
いくつかの実施形態では、粒子を融着させるための連続的なプロセスが本明細書に開示される。凝集した粒子スラリーをマルチスクリュー押出機に供給する。押出機の第１のゾーンで、凝集した粒子スラリーを約７０℃〜約９８℃の温度まで加熱する。押出機の第２のゾーンで、凝集した粒子スラリーのｐＨを上げるために苛性（すなわち、塩基性）溶液を加え、融着した粒子スラリーを作製する。押出機の第３のゾーンで、融着した粒子スラリー中の粒子を均質化する。次いで、マルチスクリュー押出機の出口ポートから、融着した粒子スラリーを圧送する。
【０００９】
このプロセスは、第３のゾーンで、融着した粒子スラリー中の粒子の真円度を測定することと、これに応答して、押出機内でのスラリーの滞留時間を変えることとをさらに含んでいてもよい。
【００１０】
このプロセスは、ある場合には、融着した粒子スラリーの一部を第３のゾーンから第２のゾーンへと再循環させることをさらに含んでいてもよい。
【００１１】
種々の実施形態では、容積移送式ポンプを用い、凝集した粒子スラリーを押出機に供給する。
【００１２】
凝集した粒子スラリーは、開始時のｐＨが約２．５〜約７、例えば約３．０〜約４．５であってもよい。凝集した粒子スラリーのｐＨを、第２のゾーンで約７．０〜約７．９の範囲まで上げ、粒子を融着させてもよい。
【００１３】
第１のゾーンでの局所的な滞留時間は、約０．１５分〜約１分であってもよい。第２のゾーンでの局所的な滞留時間は、約０．１５分〜約１分であってもよい。第３のゾーンでの局所的な滞留時間は、約０．１５分〜約１分であってもよい。
【００１４】
第２のゾーンの温度は、約７０℃〜約９８℃であってもよい。第３のゾーンの温度は、約７０℃〜約９８℃であってもよい。マルチスクリュー押出機のスクリューは、約５０ｒｐｍ〜約１０００ｒｐｍの速度で回転してもよい。
【００１５】
第２のゾーンで使用される苛性溶液は、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ピリジンおよびその誘導体、ジフェニルアミンおよびその誘導体、ポリ（エチレンアミン）およびその誘導体、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される塩基を含んでいてもよい。
【００１６】
凝集した粒子スラリーを押出機の第１のゾーンに供給してもよい。マルチスクリュー押出機は、ツインスクリュー押出機であってもよい。
【００１７】
本明細書に開示するプロセスによって製造される、融着した粒子スラリー、また、このような融着した粒子スラリーを洗浄し、乾燥させることによって得ることができる融着した粒子も開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本開示の連続的なプロセスで使用するのに適したマルチスクリュー押出機を示す模式図である。
【図２】図２は、一葉、二葉、三葉のスクリューの違いを示す軸方向の図と輪郭図を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書に開示する連続的なプロセスを用い、融着した粒子（特に、融着したトナー組成物）を製造する。一般的に、凝集した粒子スラリーをマルチスクリュー押出機に供給する。凝集した粒子スラリーを、押出機の第１のゾーンで、最初に約７０℃〜約９８℃の操作温度まで加熱する。次いで、押出機の第２のゾーンで、このスラリーのｐＨを上げ、融着させる。押出機の第３のゾーンで粒子を均質化し、次いで、融着した粒子スラリーとして押出機を出る。
【００２０】
マルチスクリュー押出機を用いた連続的なプロセスは、バッチプロセスを用いて融着した粒子スラリーを製造するよりも簡単である。多くの処理工程を省くことができる。連続的なプロセスが単純であるため、製造費用は低い。少量の材料を同時に処理するため、品質の制御が簡単である。プロセスの制御が連続的なプロセス中にうまくいかなくても、捨てなければならないような仕様からはずれた材料は、少しだけ作られる。押出機の長さ方向に沿って小さな区画での温度および他のプロセスパラメータの制御に起因して、ロット毎のぶれも小さくすることができる。対照的に、バッチプロセスで用いられる反応容器は、通常は、直径が大きく、容器の中央部でインペラが回転している。その結果、軸方向および半径方向の両方で、反応容器の側面付近の材料と、反応容器の中央部にある材料とでかなり大きな不均一性が生じる。これによって、温度の勾配、剪断速度の勾配、速度プロフィール、圧送能力、粘度の差など、容器内で勾配や処理の違いが生じる。結果として、反応容器内の材料を均質化するのに長い時間が必要である。
【００２１】
（凝集した粒子スラリー）
本開示のプロセスは、凝集した粒子スラリーから始まり、この粒子スラリーをマルチスクリュー押出機（例えば、ツインスクリュー押出機）に供給する。凝集した粒子スラリーは、溶媒（典型的には水）中に凝集した粒子を含む。凝集した粒子は、樹脂（すなわち、ラテックス）、乳化剤（すなわち、界面活性剤）、着色剤、ワックス、凝集剤、凝固剤、および／または添加剤を含んでいてもよい。
【００２２】
ラテックスを調製するのに適した任意のモノマーを用い、凝集した粒子を作製してもよい。ラテックス、また、これによってラテックス樹脂中で得られるラテックス粒子を作製するのに有用な適切なモノマーとしては、限定されないが、スチレン、アクリレート、メタクリレート、ブタジエン、イソプレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、これらの混合物などが挙げられる。使用する任意のモノマーは、利用すべき特定のラテックスポリマーに依存して選択されてもよい。種となる樹脂は、製造すべきラテックス樹脂を含み、これをさらなるモノマーとともに導入し、重縮合中に望ましいラテックス樹脂を作製してもよい。
【００２３】
ある実施形態では、ラテックスは、約１〜約２０種の異なるポリマー、または約３〜約１０種の異なるポリマーを含め、少なくとも１つのポリマーを含んでいてもよい。ラテックスを作製するために利用されるポリマーは、米国特許第６，５９３，０４９号および第６，７５６，１７６号（それぞれの開示内容は、その全体が本明細書に参考として組み込まれる）に記載される樹脂を含め、ポリエステル樹脂であってもよい。ラテックスは、米国特許第６，８３０，８６０号（開示内容は、その全体が本明細書に参考として組み込まれる）に記載されるようなアモルファスポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の混合物をさらに含んでいてもよい。
【００２４】
ある実施形態では、上述のように、樹脂は、任意要素の触媒存在下、ジオールと二酸との重縮合プロセスによって作られるポリエステル樹脂であってもよい。結晶性ポリエステルを作製する場合、適切な有機ジオールとしては、約２〜約３６個の炭素原子を含む脂肪族ジオール、例えば、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオールなど；アルカリスルホ脂肪族ジオール、例えば、ナトリウム  ２−スルホ−１，２−エタンジオール、リチウム  ２−スルホ−１，２−エタンジオール、カリウム  ２−スルホ−１，２−エタンジオール、ナトリウム  ２−スルホ−１，３−プロパンジオール、リチウム  ２−スルホ−１，３−プロパンジオール、カリウム  ２−スルホ−１，３−プロパンジオール、これらの混合物などが挙げられる。脂肪族ジオールは、例えば、樹脂の約４０〜約６０モル％の量になるように選択されてもよく、アルカリスルホ脂肪族ジオールは、樹脂の約１〜約１０モル％の量になるように選択されてもよい。
【００２５】
結晶性樹脂を調製するために選択される有機二酸とジエステルの例としては、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸およびメサコン酸、これらのジエステルまたは酸無水物；アルカリスルホ有機二酸、例えば、ジメチル−５−スルホ−イソフタレート、ジアルキル−５−スルホ−イソフタレート−４−スルホ−１，８−ナフタル酸無水物、４−スルホ−フタル酸、ジメチル−４−スルホ−フタレート、ジアルキル−４−スルホ−フタレート、４−スルホフェニル−３，５−ジカルボメトキシベンゼン、６−スルホ−２−ナフチル−３，５−ジカルボメトキシベンゼン、スルホ−テレフタル酸、ジメチル−スルホ−テレフタレート、５−スルホ−イソフタル酸、ジアルキル−スルホテレフタレート、スルホエタンジオール、２−スルホプロパンジオール、２−スルホブタンジオール、３−スルホペンタンジオール、２−スルホヘキサンジオール、３−スルホ−２−メチルペンタンジオール、２−スルホ−３，３−ジメチルペンタンジオール、スルホ−ｐ−ヒドロキシ安息香酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホネートのナトリウム塩、リチウム塩またはカリウム塩、またはこれらの混合物が挙げられる。有機二酸は、例えば、樹脂の約４０〜約６０モル％の量になるように選択されてもよく、アルカリスルホ脂肪族二酸は、樹脂の約１〜約１０モル％の量になるように選択されてもよい。
【００２６】
結晶性樹脂の例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリイソブチレート、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリプロピレン、これらの混合物などが挙げられる。具体的な結晶性樹脂は、ポリエステル系であってもよく、例えば、ポリ（エチレン−アジペート）、ポリプロピレン−アジペート）、ポリ（ブチレン−アジペート）、ポリ（ペンチレン−アジペート）、ポリ（ヘキシレン−アジペート）、ポリ（オクチレン−アジペート）、ポリ（エチレン−サクシネート）、ポリ（プロピレン−サクシネート）、ポリ（ブチレン−サクシネート）、ポリ（ペンチレン−サクシネート）、ポリ（ヘキシレン−サクシネート）、ポリ（オクチレン−サクシネート）、ポリ（エチレン−セバケート）、ポリ（プロピレン−セバケート）、ポリ（ブチレン−セバケート）、ポリ（ペンチレン−セバケート）、ポリ（ヘキシレン−セバケート）、ポリ（オクチレン−セバケート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（エチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ブチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（オクチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ブチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（オクチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（エチレン−サクシネート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（プロピレン−サクシネート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ブチレン−サクシネート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−サクシネート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−サクシネート）、アルカリ  コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（オクチレン−サクシネート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−セバケート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−セバケート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ブチレン−セバケート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−セバケート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−セバケート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（オクチレン−セバケート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ブチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、アルカリ  コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−アジペート）、ポリ（オクチレン−アジペート）であってもよく、ここで、アルカリは、ナトリウム、リチウムまたはカリウムのような金属である。ポリアミドの例としては、ポリ（エチレン−アジパミド）、ポリ（プロピレン−アジパミド）、ポリ（ブチレン−アジパミド）、ポリ（ペンチレン−アジパミド）、ポリ（ヘキシレン−アジパミド）、ポリ（オクチレン−アジパミド）、ポリ（エチレン−スクシンアミド）、ポリ（プロピレン−セバカミド）が挙げられる。ポリイミドの例としては、ポリ（エチレン−アジピミド）、ポリ（プロピレン−アジピミド）、ポリ（ブチレン−アジピミド）、ポリ（ペンチレン−アジピミド）、ポリ（ヘキシレン−アジピミド）、ポリ（オクチレン−アジピミド）、ポリ（エチレン−スクシンイミド）、ポリ（プロピレン−スクシンイミド）、ポリ（ブチレン−スクシンイミド）が挙げられる。
【００２７】
結晶性樹脂は、例えば、トナー成分（すなわち、スラリーから溶媒を引いたもの）の約５〜約３０重量％、例えば約１５〜約２５重量％の量で存在していてもよい。結晶性樹脂は、種々の融点を有していてもよく、例えば、約３０℃〜約１２０℃、いくつかの実施形態では、約５０℃〜約９０℃であってもよい。結晶性樹脂は、数平均分子量（Ｍｎ）が、ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した場合、例えば、約１，０００〜約５０，０００、いくつかの実施形態では、約２，０００〜約２５，０００であってもよく、重量平均分子量（ＭＷ）が、ポリスチレン標準を用いたゲル透過クロマトグラフィーによって決定した場合、例えば、約２，０００〜約１００，０００、いくつかの実施形態では、約３，０００〜約８０，０００であってもよい。結晶性樹脂の分子量分布（ＭＷ／Ｍｎ）は、例えば、約２〜約６、いくつかの実施形態では、約２〜約４であってもよい。
【００２８】
または、ポリエステル樹脂は、アモルファスポリエステルであってもよい。アモルファスポリエステルを調製するために選択される二酸またはジエステルの例としては、ジカルボン酸またはジエステル、例えば、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、コハク酸、無水コハク酸、ドデシルコハク酸、ドデシル無水コハク酸、グルタル酸、無水グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、無水フタル酸、フタル酸ジエチル、コハク酸ジメチル、フマル酸ジメチル、マレイン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、ドデシルコハク酸ジメチル、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。有機二酸またはジエステルは、例えば、樹脂の約４０〜約６０モル％になるように選択されてもよい。
【００２９】
アモルファスポリエステルを作製するときに利用するジオールの例としては、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、２，２−ジメチルプロパンジオール、２，２，３−トリメチルヘキサンジオール、ヘプタンジオール、ドデカンジオール、ビス（ヒドロキシエチル）−ビスフェノールＡ、ビス（２−ヒドロキシプロピル）−ビスフェノールＡ、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、キシレンジメタノール、シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ビス（２−ヒドロキシエチル）オキシド、ジプロピレングリコール、ジブチレン、およびこれらの組み合わせが挙げられる。選択される有機ジオールの量はさまざまであってもよく、例えば、樹脂の約４０〜約６０モル％であってもよい。
【００３０】
利用可能な他のアモルファス樹脂の例としては、例えば、約２５％〜約７０％が架橋したポリ（スチレン−アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン−アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン−メタクリレート）樹脂、架橋したポリ（スチレン−メタクリレート）樹脂、ポリ（スチレン−ブタジエン）樹脂、架橋したポリ（スチレン−ブタジエン）樹脂、アルカリスルホン酸化−ポリエステル樹脂、分岐したアルカリスルホン酸化−ポリエステル樹脂、アルカリスルホン酸化−ポリイミド樹脂、分岐したアルカリスルホン酸化−ポリイミド樹脂、アルカリスルホン酸化ポリ（スチレン−アクリレート）樹脂、架橋したアルカリスルホン酸化ポリ（スチレン−アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン−メタクリレート）樹脂、架橋したアルカリスルホン酸化−ポリ（スチレン−メタクリレート）樹脂、アルカリスルホン酸化−ポリ（スチレン−ブタジエン）樹脂、および架橋したアルカリスルホン酸化ポリ（スチレン−ブタジエン）樹脂が挙げられる。アルカリスルホン酸化ポリエステル樹脂が、いくつかの実施形態で有用であってもよく、例えば、コポリ（エチレン−テレフタレート）−コポリ（エチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロピレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（ジエチレン−テレフタレート）−コポリ（ジエチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロピレン−ジエチレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−ジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（プロピレン−ブチレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−ブチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロポキシル化ビスフェノール−Ａ−フマレート）−コポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（エトキシル化ビスフェノール−Ａ−フマレート）−コポリ（エトキシル化ビスフェノール−Ａ−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（エトキシル化ビスフェノール−Ａ−マレエート）−コポリ（エトキシル化ビスフェノール−Ａ−５−スルホ−イソフタレート）の金属塩またはアルカリ塩であってもよく、アルカリ金属は、例えば、ナトリウムイオン、リチウムイオンまたはカリウムイオンである。
【００３１】
製造可能な適切なラテックス樹脂またはポリマーの他の例としては、限定されないが、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（メチルスチレン−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（スチレン−イソプレン）、ポリ（メチルスチレン−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸ブチル−イソプレン）；ポリ（スチレン−アクリル酸プロピル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル）、ポリスチレン−ブタジエン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸）、およびこれらの組み合わせが挙げられる。ポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、または交互コポリマーであってもよい。
【００３２】
それに加えて、ビスフェノールＡとプロピレンオキシドまたはプロピレンカーボネートとの反応から得られるポリエステル樹脂、特に、このようなポリエステルの後、得られた生成物とフマル酸との反応によるものを含み（開示内容が、その全体が本明細書に参考として組み込まれる米国特許第５，２２７，４６０号に開示されるようなもの）、ジメチルテレフタレートと１，３−ブタンジオール、１，２−プロパンジオール、ペンタエリスリトールとの反応から得られる分岐したポリエステル樹脂も使用してもよい。
【００３３】
ラテックスの分子量は、材料の溶融粘度または酸価と相関関係にある。ラテックスの重量平均分子量（Ｍｗ）および分子量分布（ＭＷＤ）は、ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定されてもよい。分子量は、約３，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１５０，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば約８，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１００，０００ｇ／ｍｏｌ、さらに特定の実施形態では、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ〜約９０，０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。
【００３４】
得られたポリエステルラテックスは、樹脂の末端に酸基を有していてもよい。存在し得る酸基としては、カルボン酸、無水カルボン酸、カルボン酸塩、これらの組み合わせなどが挙げられる。優れたエマルション特性を有する樹脂と結果として得られる環境的に丈夫なトナーを得るために、出発物質と反応条件を調節することによって、カルボン酸基の数を制御してもよい。
【００３５】
（凝集前に起こる）中和の間に、中和剤、いくつかの実施形態では、塩基性溶液を導入することによって、これらの酸基を部分的に中和してもよい。この中和に利用可能な適切な塩基としては、限定されないが、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ピリジンおよびその誘導体、ジフェニルアミンおよびその誘導体、ポリ（エチレンアミン）およびその誘導体、これらの組み合わせなどが挙げられる。このような中和プロセスを受けなかった樹脂と比較して、中和した後、樹脂の親水性が高くなり、したがって乳化性が高くなるだろう。部分的に中和して得られた溶融樹脂は、ｐＨが約８〜約１３、いくつかの実施形態では、約１１〜約１２であってもよい。
【００３６】
凝集した粒子スラリー中に存在する乳化剤は、ラテックス樹脂を作製するときに使用するのに適した任意の界面活性剤を含んでいてもよい。本開示のプロセスを用いてラテックスを調製する際の乳化段階中に利用可能な界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、および／または非イオン系界面活性剤が挙げられる。利用可能なアニオン系界面活性剤としては、サルフェートおよびスルホネート、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレン硫酸ナトリウム、ジアルキルベンゼンアルキルサルフェートおよびジアルキルベンゼンアルキルスルホネート、アビエチン酸などの酸、これらの組み合わせなどが挙げられる。他の適切なアニオン系界面活性剤としては、いくつかの実施形態では、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のアルキルジフェニルオキシドジスルホネートであるＤＯＷＦＡＸ（登録商標）２Ａ１、および／またはテイカ株式会社（日本）製の分岐したドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであるＴＡＹＣＡ  ＰＯＷＥＲ  ＢＮ２０６０が挙げられる。これらの界面活性剤と、上述の任意のアニオン系界面活性剤との組み合わせを使用してもよい。
【００３７】
非イオン系界面活性剤の例としては、限定されないが、アルコール、酸およびエーテル、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ジアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール、これらの混合物などが挙げられる。
【００３８】
カチオン系界面活性剤の例としては、限定されないが、アンモニウム、例えば、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ジアルキルベンゼンアルキルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、ベンザルコニウムクロリド、Ｃ１２，Ｃ１５，Ｃ１７トリメチルアンモニウムブロミド、これらの混合物などが挙げられる。他のカチオン性界面活性剤としては、セチルピリジニウムブロミド、四級化したポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリドなど、およびこれらの混合物が挙げられる。特定の界面活性剤またはこれらの組み合わせの選択、および使用されるそれぞれの量が、当該技術分野の技術常識の範囲内にある。
【００３９】
凝集した粒子スラリー中に存在してもよい着色剤としては、顔料、染料、顔料と染料の混合物、顔料混合物、染料混合物などが挙げられる。着色剤は、例えば、カーボンブラック、シアン、イエロー、マゼンタ、レッド、オレンジ、ブラウン、グリーン、ブルー、バイオレット、またはこれらの混合物であってもよい。
【００４０】
着色剤は、凝集した粒子スラリー中に、固形分（すなわち、スラリーから溶媒を引いたもの）の約１〜約２５重量％、いくつかの実施形態では、約２〜約１５重量％の量で存在していてもよい。
【００４１】
例示的な着色剤としては、ＲＥＧＡＬ  ３３０（登録商標）マグネタイト；ＭＯ８０２９（（商標）、ＭＯ８０６０（商標）などのＭｏｂａｙマグネタイト；Ｃｏｌｕｍｂｉａｎマグネタイト；ＭＡＰＩＣＯ  ＢＬＡＣＫＳ（商標）および表面処理されたマグネタイト；ＣＢ４７９９（商標）、ＣＢ５３００（商標）、ＣＢ５６００（商標）、ＭＣＸ６３６９（商標）などのＰｆｉｚｅｒマグネタイト；ＢＡＹＦＥＲＲＯＸ  ８６００（商標）、８６１０（商標）などのＢａｙｅｒマグネタイト；ＮＰ６０４（商標）、ＮＰ６０８（商標）などのＮｏｒｔｈｅｒｎ  Ｐｉｇｍｅｎｔマグネタイト；Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＴＭＢ−１００（商標）またはＴＭＢ−１０４（商標）、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  ＢＬＵＥ  Ｌ６９００（商標）、Ｄ６８４０（商標）、Ｄ７０８０（商標）、Ｄ７０２０（商標）、ＰＹＬＡＭ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ（商標）、ＰＹＬＡＭ  ＯＩＬ  ＹＥＬＬＯＷ（商標）、ＰＩＧＭＥＮＴ  ＢＬＵＥ  １（商標）などのＭａｇｎｏｘマグネタイト；Ｄｏｍｉｎｉｏｎ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｔｄ．（トロント、オンタリオ）から入手可能なＰＩＧＭＥＮＴ  ＶＩＯＬＥＴ  １（商標）、ＰＩＧＭＥＮＴ  ＲＥＤ  ４８（商標）、ＬＥＭＯＮ  ＣＨＲＯＭＥ  ＹＥＬＬＯＷ  ＤＣＣ  １０２６（商標）、Ｅ．Ｄ．  ＴＯＬＵＩＤＩＮＥ  ＲＥＤ（商標）およびＢＯＮ  ＲＥＤ  Ｃ（商標）；Ｈｏｅｃｈｓｔ製のＮＯＶＡＰＥＲＭ  ＹＥＬＬＯＷ  ＦＧＬ（商標）、ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ  ＰＩＮＫ  Ｅ（商標）；Ｅ．Ｉ．  ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣＩＮＱＵＡＳＩＡ  ＭＡＧＥＮＴＡ（商標）といったカーボンブラックが挙げられる。他の着色剤としては、Ｃｏｌｏｒ  ＩｎｄｅｘでＣｌ  ６０７１０として特定される２，９−ジメチル置換キナクリドンおよびアントラキノン染料、Ｃｏｌｏｒ  ＩｎｄｅｘでＣｌ  ２６０５０として特定されるＣｌ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｒｅｄ  １５ジアゾ染料、Ｃｌ  Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｒｅｄ  １９、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２６９としても知られるＣｌ  １２４６６、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １８５としても知られるＣｌ  １２５１６、銅テトラ（オクタデシルスルホンアミド）フタロシアニン、Ｃｏｌｏｒ  ＩｎｄｅｘでＣｌ  ７４１６０として特定されるｘ−銅フタロシアニン顔料、Ｃｏｌｏｒ  ＩｎｄｅｘでＣｌ  ６９８１０として特定されるＡｎｔｈｒａｔｈｒｅｎｅ  Ｂｌｕｅ、ジアリーリドイエロー３，３−ジクロロベンジデンアセトアセトアニリド、Ｃｏｌｏｒ  ＩｎｄｅｘでＣｌ  １２７００として特定されるモノアゾ顔料、Ｃｌ  Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １６、Ｃｌ  Ｐｉｇｍｅｈｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７４、Ｃｏｌｏｒ  ＩｎｄｅｘでＦｏｒｏｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＳＥ／ＧＬＮとして特定されるニトロフェニルアミンスルホンアミド、Ｃｌ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３３、２，５−ジメトキシ−４−スルホンアニリドフェニルアゾ−４’−クロロ−２，５−ジメトキシアセトアセトアニリド、Ｙｅｌｌｏｗ  １８０およびＰｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＦＧＬが挙げられる。利用可能な色域のための高純度の有機物可溶性染料としては、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  ０７５、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５９、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｏｒａｎｇｅ  ２５２、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｒｅｄ  ３３６、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｒｅｄ  ３３５、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｒｅｄ  ３６６、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｂｌｕｅ  ８０８、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｂｌａｃｋ  Ｘ５３、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｂｌａｃｋ  Ｘ５５が挙げられ、この染料は、種々の適切な量で、例えば、トナーの約０．５〜約２０重量％、いくつかの実施形態では、約５〜約１８重量％の量になるように選択される。
【００４２】
凝集した粒子スラリー中にワックスも存在していてもよい。適切なワックスとしては、例えば、粒径が約５０〜約５００ナノメートル、いくつかの実施形態では、約１００〜約４００ナノメートルのミクロン未満のワックス粒子が挙げられる。
【００４３】
ワックスは、例えば、天然植物ワックス、天然動物ワックス、鉱物ワックスおよび／または合成ワックスであってもよい。天然植物ワックスの例としては、例えば、カルナバワックス、カンデリラワックス、日本ろう、ベーベリろうが挙げられる。天然動物ワックスの例としては、例えば、蜜ろう、カルタゴろう、ラノリン、ラックワックス、シェラックワックス、クジラろうが挙げられる。鉱物ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、微晶質ワックス、モンタンワックス、オゾケライトワックス、セレシンワックス、ペトロラタムワックス、石油ワックスが挙げられる。本開示の合成ワックスとしては、例えば、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈワックス、アクリレートワックス、脂肪酸アミドワックス、シリコーンワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
【００４４】
ポリプロピレンワックスおよびポリエチレンワックスの例としては、Ａｌｌｉｅｄ  ＣｈｅｍｉｃａｌおよびＢａｋｅｒ  Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅから市販されているもの、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ  Ｉｎｃ．およびＤａｎｉｅｌｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なワックスエマルション、Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＥＰＯＬＥＮＥ  Ｎ−１５、三洋化成工業株式会社（Ｓａｎｙｏ  Ｋａｓｅｌ  Ｋ．Ｋ．）から入手可能な重量平均分子量が小さいポリプロピレンＶＩＳＣＯＬ  ５５０−Ｐ、および類似の材料が挙げられる。いくつかの実施形態では、市販のポリエチレンワックスは、分子量（Ｍｗ）が約１，０００〜約１，５００、いくつかの実施形態では、約１，２５０〜約１，４００であり、一方、市販のポリプロピレンワックスは、分子量が約４，０００〜約５，０００、いくつかの実施形態では、約４，２５０〜約４，７５０である。
【００４５】
いくつかの実施形態では、ワックスは官能基化されていてもよい。ワックスを官能化するために付加される基の例としては、アミン、アミド、イミド、エステル、四級アミン、および／またはカルボン酸が挙げられる。いくつかの実施形態では、官能化されたワックスは、アクリルポリマーエマルション、例えば、Ｊｏｎｃｒｙｌ  ７４、８９、１３０、５３７、５３８（すべてＪｏｈｎｓｏｎ  Ｄｉｖｅｒｓｅｙ，Ｉｎｃから入手可能）、またはＡｌｌｉｅｄ  ＣｈｅｍｉｃａｌおよびＪｏｈｎｓｏｎ  Ｄｉｖｅｒｓｅｙ，Ｉｎｃ．から市販されている塩素化ポリプロピレンおよび塩素化ポリエチレンであってもよい。
【００４６】
ワックスは、固形分の約０．１〜約３０重量％、いくつかの実施形態では、約２〜約２０重量％の量で存在していてもよい。
【００４７】
凝集した粒子スラリー中に、凝集剤も存在していてもよい。錯体化させることが可能な任意の凝集剤が使用されてもよい／存在していてもよい。アルカリ土類金属または遷移金属の塩を凝集剤として利用してもよい。いくつかの実施形態では、アルカリ（ＩＩ）塩は、トナーコンポジットを生成することが可能な着色剤を含むナトリウムスルホン酸化ポリエステルコロイドを凝集させるように選択されてもよい。
【００４８】
ラテックス中のイオン系界面活性剤と反対の極性を有するイオン性凝固剤（すなわち、対イオン性凝固剤）が、場合により、同様に凝集した粒子スラリー中に存在していてもよい。例えば、スラリー中の微粒子の発生を防ぐ／最小限にするために、凝固剤を使用することができる。
【００４９】
凝集した粒子スラリーは、任意の既知の電荷添加剤を、固形分の約０．１〜約１０重量％、いくつかの実施形態では、約０．５〜約７重量％の量でさらに含んでいてもよい。このような電荷添加剤の例としては、アルキルピリジニウムハロゲン化物、硫酸水素塩、負電荷を高める添加剤、例えば、アルミニウム錯体などが挙げられる。
【００５０】
凝集した粒子スラリー中に表面添加剤が存在していてもよい。このような表面添加剤の例としては、例えば、金属塩、脂肪酸金属塩、コロイド状シリカ、金属酸化物、チタン酸ストロンチウム、これらの混合物などが挙げられる。表面添加剤は、固形分の約０．１〜約１０重量％、いくつかの実施形態では、約０．５〜約７重量％の量で存在していてもよい。他の添加剤としては、ステアリン酸亜鉛およびＤｅｇｕｓｓａから入手可能なＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ９７２（登録商標）が挙げられる。米国特許第６，１９０，８１５号および第６，００４，７１４号（それぞれの開示内容は、その全体が本明細書に参考として組み込まれる）のコーティングされたシリカも、固形分の約０．０５〜約５％、いくつかの実施形態では、約０．１〜約２％の量で存在していてもよい。
【００５１】
マルチスクリュー押出機内で処理する前に、凝集した粒子スラリーは、平均直径が約３ミクロン（μｍ）〜約２５μｍ、さらに具体的な実施形態では、直径が約４μｍ〜約１５μｍの凝集した粒子を含む。平均直径は、Ｄ５０として報告され、すなわち、粒子の５０％がこれより小さい直径を有し、粒子の５０％がこれより大きな直径を有するような直径として報告される。
【００５２】
凝集した粒子スラリーは、ＧＳＤｖおよび／またはＧＳＤｎが約１．０５〜約１．５５であってもよい。ＧＳＤｖは、（Ｄ８４／Ｄ５０）の体積による上側幾何標準偏差（ＧＳＤｖ）を指す（粗粒子量）。ＧＳＤｎは、（Ｄ５０／Ｄ１６）の数による幾何標準偏差（ＧＳＤｎ）を指す（微粒子量）。累積的な割合が全トナー粒子の５０％になる粒子直径を体積Ｄ５０と定義し、累積的な割合が８４％になる粒子直径を体積Ｄ８４と定義する。これらの上述の体積平均粒度分布指数ＧＳＤｖは、累積的な分布においてＤ５０とＤ８４を用いてあらわすことができ、体積平均粒度分布指数ＧＳＤｖは、（体積Ｄ８４／体積Ｄ５０）としてあらわされる。これらの上述の数平均粒度分布指数ＧＳＤｎは、累積的な分布においてＤ５０とＤ１６を用いてあらわすことができ、数平均粒度分布指数ＧＳＤｎは、（数Ｄ５０／数Ｄ１６）としてあらわされる。ＧＳＤ値が１．０に近いほど、粒子の中に存在する分散物の粒径が小さい。
【００５３】
凝集した粒子スラリー中の粒子は、真円度が約０．９３〜約０．９５であってもよい。真円度は、粒子が完全な球に近いことの指標である。真円度が１．０は、完全に円形の球の形状を有する粒子を特定する。体積平均真円度は、Ｆｌｏｗ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ（ＦＰＩＡ）によって測定されてもよく、例えば、Ｓｙｓｍｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されるＳｙｓｍｅｘ（登録商標）Ｆｌｏｗ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒによって与えられる。また、粒子は、コア−シェル構造を有していてもよい。
【００５４】
凝集した粒子スラリーは、約３０ｗｔ％〜約５０ｗｔ％の固形分を含み、約５０ｗｔ％〜約７０ｗｔ％の溶媒（典型的には水）を含む。凝集した粒子スラリーは、「開始時の」ｐＨが酸性であり、一般的に、約２．５〜７、さらなる具体的な実施形態では、約３．０〜約４．５である。
【００５５】
（連続的な融着プロセス）
本明細書に記載する連続的な融着プロセスは、凝集した粒子スラリーを融着した粒子スラリーに変換する。この観点で、凝集した粒子スラリーは、コロイド状懸濁物中でクラスター化した粒子が生成したものである。凝集した粒子が液相に分散し、互いに付着し、自然に、ｐＨによって不規則な粒子クラスターを生成し、誘発された静電電荷を奪う。この段階では、個々の粒子の境界は、まだクラスター内に存在する。融着プロセスによって、凝集した粒子から１つの塊が生成するか、または言い換えると、小さな凝集した粒子の境界が、融着した粒子には存在しない。
【００５６】
本開示の連続的な融着プロセスは、凝集した粒子スラリーをマルチスクリュー押出機に供給することから始まる。マルチスクリュー押出機は、セグメント化されたバレルと、バレルの長さ方向に伸びた少なくとも２つのスクリュー要素とを備える。バレルのそれぞれのセグメントを他のバレルセグメントと独立した設定温度に加熱し、制御し、連続的な小さな反応容器または反応器として機能することができる。それぞれのセグメント内のスクリュー要素は、特定の用途によってさまざまであってもよい。それぞれのセグメントでの局所的な滞留時間を長くしてもよく、または短くしてもよく、混合強度を調節することができ、スクリューの設計によって剪断応力および剪断速度のプロフィールを最適化することができる。スクリューの設計によって、バレルのそれぞれのセグメントの中で局所的な圧力および体積を変えることもできる。連続的なプロセス中に、スクリューの速度および粒子スラリーの供給速度を制御することができる。このような押出機は、例えば、溶融混合、分配混合、分散混合、散逸混合、カオス混合のような多くの異なる用途を可能にする。
【００５７】
ここで図１を参照すると、マルチスクリュー押出機１００は、押出機のバレル１２０、少なくとも２つのスクリュー１３０、スクリュー押出チャネル１３２、加熱部１４０、熱電対１４１、溶媒供給ポート１１２、スラリー供給ポート１１４を備えている。それぞれのスクリュー１３０は、毎分約５０回転（「ｒｐｍ」）〜約１０００ｒｐｍ、またはさらに具体的な実施形態では、約２５０ｒｐｍ〜約７５０ｒｐｍの速度でスクリュー１３０を回転させるような従来の様式で駆動モーター（図示せず）に接続するシャフト１３１によって動く。それぞれのシャフト１３１は、液体密閉筐体１２８、ブリスターリング１２２、密閉パック１２６を通り、バレル１２０の上流端を密閉する。
【００５８】
スクリュー押出機１００は、３つのゾーン、つまり、凝集した粒子スラリーを加熱するゾーンＡ（第１のゾーン）、融着が起こるゾーンＢ（第２のゾーン）、粒子の均質化が起こるゾーンＣ（第３のゾーン）に分けられている。ゾーンＡは、ゾーンＢの上流であり、ゾーンＢは、ゾーンＣの上流である。すでに述べたように、バレルは、セグメントに分けられ、それぞれのゾーンは、少なくとも１つのセグメントを含み、複数のセグメントを含んでいてもよい。それぞれのゾーンは、必要な場合、ゾーンの温度を監視し、制御するための熱電対１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃと、ゾーンのｐＨを監視するためのｐＨメーター１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃと、ゾーン内のｐＨを変えるためのｐＨ滴定剤供給ポート１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃとを備えている。材料は、押出機１００の上流端から、ゾーンＡ、Ｂ、Ｃを通って順に下流方向へと流れ、最後に、ヘッド１６０の開口部１６５を通って押出機１００を出る。溶媒供給ポート１１２およびスラリー供給ポート１１４は、ゾーンＡに配置されている。
【００５９】
それぞれのスクリュー１３０は、最適な運搬条件、混合条件、分散条件、液化条件、放出条件、圧送条件を与えるような様式で、スクリューを適切な長さ、ピッチ角などを有する異なる運搬要素および混練要素とともに構築することができる運搬要素の一部の形態の構造をしたモジュラーであってもよい。例えば、それぞれの運搬要素は、長さが約１３５０ｍｍ〜約３０００ｍｍ、ピッチ角が約０°〜約９０°であってもよい。さらに特定的な実施形態では、それぞれの運搬要素は、長さが約１５００ｍｍ〜約２５００ｍｍであり、ピッチ角は約２０°〜約７５°である。混練要素をスクリューに取り付けてもよく、または混練要素は、スクリューと一体化し、スクリューから突出していてもよい。混練要素は、右側と左側の混練要素と中央の混練要素を備え、混練要素のらせん角が約４５°〜約９０°、およびこれらの組み合わせなどを含め、任意の適切な形状、大きさ、構造であってもよい。混練要素は、前進型、中立型、および／または後進型の混練要素であってもよい。言い換えれば、混練要素は、出口ポートに向かって押出機を通って粒子を押してもよく（前進型）、入口ポートに向かって押出機を通って粒子を押してもよく（後進型）、または、押出機を通って構成要素を前後に動かすことなく、凝集／融着した粒子を混練してもよい（中立型）。
【００６０】
図２は、マルチスクリュー押出機で使用可能な３種類の異なる運搬／混練要素の軸方向の図（左側）および輪郭図（右側）を与える。ここには、一葉スクリュー２１０、二葉スクリュー２２０、三葉スクリュー２３０が示されている。葉の数が増えるにつれて、要素は、高い剪断および剪断応力を作り出し、所与のスクリュー速度および一連の処理条件のシステムにおいて、材料の滞留時間が長くなる。三葉スクリューは、高い剪断応力および剪断速度のため、高粘度の熱放散が生じ、使用するセグメントで散逸溶融混合にさらに効果的である。三葉スクリューは、自由体積が少なく、スループットが少なくなり、そのため、二葉スクリューと比較して生産性が低い。したがって、二葉スクリューは、自由体積が大きく、生産性が高い。生産性を脅かすことなく、処理条件を変えることによって、二葉スクリューを、三葉スクリューの等価物として効果的に使用してもよい。
【００６１】
ゾーンＡ、ＢおよびＣそれぞれでの局所的な滞留時間は、スクリューの設計、スクリューの速度、供給速度、温度および圧力によって制御することができる。連続的な融着プロセスに適した局所的な滞留時間は、例えば、使用する特定のラテックス、ゾーン内の温度、ゾーンの長さなどを含む多くの因子に依存して変わるだろう。ゾーンＡでの局所的な滞留時間が約０．１５分〜約１分、ゾーンＢでの局所的な滞留時間が約０．１５分〜約１分、ゾーンＣでの局所的な滞留時間が約０．１５分〜約１分になるように、スクリュー押出機を設計すべきである。いくつかの実施形態では、マルチスクリュー押出機の中のスラリーの合計滞留時間は、約０．５分〜約２分である。
【００６２】
最初に、凝集した粒子スラリーを、スラリー供給ポート１１４を介し、押出機のバレル１２０に供給する。１〜２０ｋｇ／時間の制御された体積速度で、または約５．０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉの圧力で、凝集した粒子スラリーをバレルに供給することができる。必要な場合、溶媒供給ポート１１２を介してさらなる溶媒（例えば、水）を加えることができる。ここでも、凝集した粒子スラリーは、「開始時の」ｐＨが酸性であり、一般的に、約３．０〜約４．５である。
【００６３】
バレルに供給されると、凝集した粒子スラリーは、一般的に、約２０℃〜約５０℃の温度である。ゾーンＡに供給されると、凝集した粒子スラリーが、約７０℃〜約９８℃、またはさらに具体的な実施形態では、約８０℃〜約９０℃の範囲の高温まで加熱される。次いで、凝集した粒子スラリーをゾーンＢに移動させる。
【００６４】
ゾーンＢにおいて、ｐＨ滴定剤供給ポート１１７ｂを介して苛性溶液をスラリーに注入し、ｐＨを約３．０〜約７．９、または約７．０〜約７．９まで上げる。苛性溶液に適した塩基としては、限定されないが、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ピリジンおよびその誘導体、ジフェニルアミンおよびその誘導体、ポリ（エチレンアミン）およびその誘導体、およびこれらの組み合わせなどが挙げられる。ゾーンＢでは、上述の高温が維持される。
【００６５】
凝集した粒子スラリーを上述の高温および高いｐＨで混練することによって融着が起こる。幾何標準偏差（ＧＳＤ）を用いて測定したときに所望の粒度分布を有し、高い真円度を有する融着した粒子スラリーに到達するように、融着した粒子を処理する。
【００６６】
押出機のスクリューは、右側および中央の混練要素を有するような構成であってもよい。左側の混練要素を融着ゾーンＢの下流に配置し、局所的な滞留時間を長くしてもよい。
【００６７】
融着した粒子スラリーはゾーンＢを出て、ゾーンＣへと流れる。ゾーンＣにおいて、粒子を均質化する。「均質化する」という用語は、一般的に、液体全体に粒子を一貫して分散または懸濁させるプロセスを指す。ゾーンＣを、ゾーンＢと同じｐＨ範囲に維持することができる。ゾーンＣの温度を、ゾーンＢと同じ温度範囲に維持することができる。
【００６８】
ゾーンＣの下流側の末端に、リアルタイムで粒子の真円度を測定するデバイス１６２を備えており、バレルのこのセグメントでの融着した粒子の真円度を測定する。この情報を用い、押出機のこのゾーンでの処理条件を調節し、凝集した粒子の所望な最終真円度、ＧＳＤｎ、および／またはＧＳＤｖを得ることができる。例えば、ゾーンＢ内またはゾーンＣ内の粒子の滞留時間を伸ばしてもよく、またはゾーンＢのｐＨを変えてもよい。
【００６９】
次いで、融着した粒子スラリーは、スクリュー押出機のゾーンＣから圧送され、押出機のヘッド１６０にある開口部１６５を介し、押出機を出る。容積移送式ポンプ（例えば、ギアポンプ）をこの目的で使用し、圧送速度を制御し、背圧を調整することができる。
【００７０】
融着した粒子スラリーは、平均直径が約３ミクロン（μｍ）〜約２５μｍ、またはさらに具体的な実施形態では、直径が約４μｍ〜約１５μｍである融着した粒子を含む。融着した粒子スラリーは、ＧＳＤｖおよび／またはＧＳＤｎが約１．０５〜約１．５５であってもよい。融着した粒子スラリー中の粒子は、真円度が約０．９６〜１．０であってもよい。融着した粒子スラリーは、約３０ｗｔ％〜約５０ｗｔ％の固形分を含み、さらに、約５０ｗｔ％〜約７０ｗｔ％の溶媒（典型的には水）を含む。融着した粒子スラリーは、ｐＨが約３．０〜約７．９、具体的な実施形態では、約７．０〜約７．９である。
【００７１】
本開示の連続的な融着プロセスは、プロセスの脆弱性を最低限にし、システムの異常を制御し、無駄になるスラリーの量を減らす。異常が起こったとき、バッチプロセスにおけるような数千ガロンではなく、捨てなければならないのはほんの少量のスラリーである。悪いスラリーのみを処分する必要がある。押出機は、簡単に洗浄することができ、システムの残りの部分は継続することができる。これによって、サイクルタイムが短くなり、生産性が上がり、費用が下がる。生産ロット間の一貫性も上がる。このプロセスは、それほど労働集約的ではなく、装置をあまり使わない。ちょうどよい時期に融着した粒子スラリーを製造することができ、在庫および貯蔵空間も最低限になる。それに加え、本明細書に開示する連続的なプロセスは、バッチプロセスよりも容量的に効果的であり、等価な操作速度のための操作フットプリントが少なくてすむ。
【実施例】
【００７２】
ツインスクリュー押出機を用いた連続的な融着プロセスを使用し、２種類のサンプルを製造した。それぞれのサンプルにおいて、凝集した粒子スラリーを押出機に７．５ｋｇ／時間の速度で圧送した。押出機の温度を８５℃に設定した。
【００７３】
比較例として、バッチプロセスを使用した。表１は、上の２種類のサンプルと比較例の結果を列挙している。２種類のサンプルの粒径（Ｄ５０）、ＧＳＤｖ、ＧＳＤｎ、真円度は、比較例とほぼ同等であった。
【表１】
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【図１】
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【図２】
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