KR20120102102A - 압출기 스크루 - Google Patents

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KR20120102102A
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네일 더블유 던추스
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유니온 카바이드 케미칼즈 앤드 플라스틱스 테크날러지 엘엘씨
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Abstract

본 개시내용의 실시양태는 압출기 스크루 (200-1, 200-2), 1개 이상의 제1 압출기 스크루 (200-1, 200-2) 및 1개 이상의 제2 압출기 스크루 (200-1, 200-2)를 갖는 압출기 스크루 시스템 (254), 압출기 스크루 시스템 (254)을 갖는 압출기 시스템 (250), 상기 압출기 시스템을 사용하는 수성 분산액의 연속 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 형성된 수성 분산액을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 압출기 스크루 (200-1, 200-2)는 혼합 및 용융 세그먼트 (266); 복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼 세그먼트 (268); 분배 및 펌핑 세그먼트 (270); 혼합 및 용융 세그먼트 (266)와 고내상 에멀젼 세그먼트 (268) 사이의 제1 밀봉 세그먼트 (272); 고내상 에멀젼 세그먼트 (268)와 분배 및 펌핑 세그먼트 (270) 사이의 제2 밀봉 세그먼트 (274); 및 고내상 에멀젼 세그먼트 (268)에 비해 분배 및 펌핑 세그먼트 (270)로부터 원위에 있는 단부의 제3 밀봉 세그먼트 (276)를 포함한다.

Description

압출기 스크루{EXTRUDER SCREW}
본 개시내용은 압출기 스크루, 특히 수성 분산액을 형성하기 위한 압출기 스크루를 갖는 압출기 스크루 시스템에 관한 것이다.
다양한 유형의 열가소성 수지의 수성 분산액은 당업계에 공지되어 있다. 분산액의 분산 매체로서 물을 사용하여 제조한 수성 분산액은 가연성, 작업 환경 및/또는 취급 편리성의 측면에서, 분산 매체로서 유기 용매를 사용하여 제조한 분산액보다 훨씬 유리할 수 있으므로 다양한 분야에서 사용되어 왔다. 예를 들어, 수성 분산액이 종이, 섬유, 목재, 금속 또는 플라스틱 성형품과 같은 기판의 표면 상에 도포되어 건조될 경우에, 형성되는 코팅은 기판에 내수성, 내유성, 내화학성, 내식성 및/또는 가열 밀봉성을 제공할 수 있다.
열가소성 수지의 수성 분산액은 수지 소재인 중합성 단량체가 수성 매체 중에서 분산제의 존재하에 에멀젼 중합에 의해 중합되는 공정에 의해 제조된다. 상기 공정은 사용가능한 중합성 단량체의 개수가 제한된다는 단점이 있고, 따라서 제조가능한 열가소성 수지의 수성 분산액의 종류도 제한된다. 상기 공정은 또한 복잡한 설비 뿐만 아니라, 중합 반응의 복잡한 제어의 문제가 있다.
본 개시내용은 하기의 비제한적 실시양태를 포함한다.
실시양태 1: 혼합 및 용융 세그먼트(segment); 복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼(high internal phase emulsion) 세그먼트 (복수 개의 디스크는 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%인 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)를 가지며, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 사이의 폭을 가짐); 분배 및 펌핑 세그먼트; 혼합 및 용융 세그먼트와 고내상 에멀젼 세그먼트 사이의 제1 밀봉 세그먼트; 고내상 에멀젼 세그먼트와 분배 및 펌핑 세그먼트 사이의 제2 밀봉 세그먼트; 및 고내상 에멀젼 세그먼트에 비해 분배 및 펌핑 세그먼트로부터 원위에 있는 단부의 제3 밀봉 세그먼트를 포함하는 압출기 스크루.
실시양태 2: 1개 이상의 제1 압출기 스크루 및 1개 이상의 제2 압출기 스크루를 포함하며, 여기서 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루는 각각 혼합 및 용융 세그먼트; 복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼 세그먼트 (여기서, 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루가 서로에 대하여 회전할 때 제1 압출기 스크루의 복수 개의 디스크는 제2 스크루의 복수 개의 채널을 통과하고, 복수 개의 디스크는 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%인 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)를 가지며, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 사이의 폭을 가짐); 분배 및 펌핑 세그먼트; 혼합 및 용융 세그먼트와 고내상 에멀젼 세그먼트 사이의 제1 밀봉 세그먼트; 고내상 에멀젼 세그먼트와 분배 및 펌핑 세그먼트 사이의 제2 밀봉 세그먼트; 및 고내상 에멀젼 세그먼트에 비해 분배 및 펌핑 세그먼트로부터 원위에 있는 단부의 제3 밀봉 세그먼트를 포함하는 것인 압출기 스크루 시스템.
실시양태 3: 구동 장치; 용적을 한정하는 내벽, 및 내벽을 통과하여 압출기 배럴의 용적으로 들어가는 제1 유입구 및 제2 유입구를 갖는 압출기 배럴; 구동 장치에 커플링되며, 압출기 배럴의 내벽에 의해 한정된 용적 내부에 적어도 부분적으로 위치하는 1개 이상의 제1 압출기 스크루 및 1개 이상의 제2 압출기 스크루를 갖는 압출기 스크루 시스템을 포함하며, 여기서 구동 장치는 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루를 회전시키고, 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루는 각각 압출기 시스템을 위한 혼합 및 용융 구역을 제공하는 혼합 및 용융 세그먼트; 압출기 시스템을 위한 고내상 에멀젼 구역을 제공하며, 복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼 세그먼트 (여기서, 구동 장치가 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루를 서로에 대하여 회전시킬 때 제1 압출기 스크루의 복수 개의 디스크는 제2 스크루의 복수 개의 채널을 통과하고, 복수 개의 디스크는 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%인 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)를 가지며, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 사이의 폭을 가짐); 압출기 시스템을 위한 희석 구역을 제공하는 분배 및 펌핑 세그먼트; 혼합 및 용융 구역과 고내상 에멀젼 구역 사이의 제1 밀봉 세그먼트; 고내상 에멀젼 구역과 희석 구역 사이의 제2 밀봉 세그먼트; 및 고내상 에멀젼 구역에 비해 희석 구역으로부터 원위에 있는 단부의 제3 밀봉 세그먼트를 포함하고, 제1 유입구는 고내상 에멀젼 구역으로 들어가고 제2 유입구는 희석 구역으로 들어가는 것인 압출기 시스템.
실시양태 4: 실시양태 2에 따른 압출기 시스템을 제공하고; 1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제를 압출기 시스템의 공급 구역에 도입하고; 1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제를 압출기 시스템의 혼합 및 용융 구역으로 운반하고; 1종 이상의 기재 중합체를 혼합 및 용융 구역에서 용융 블렌딩하여 1종 이상의 기재 중합체와 1종 이상의 안정화제의 용융 블렌드를 제공하고; 혼합 및 용융 구역에서 제1 밀봉 구역에 대하여 용융물 밀봉부를 형성하고, 용융물 밀봉부에서의 용융 블렌드는 제1 밀봉 구역에 대하여 사전설정된 압력을 가하고; 용융 블렌드가 사전설정된 압력하에 제1 밀봉 구역을 통과하여 고내상 에멀젼 구역으로 들어가고; 고내상 에멀젼 구역에서 물 및 임의의 1종 이상의 중화제를 용융 블렌드에 주입하고; 고내상 에멀젼 구역에서 용융 블렌드 및 물을 임의로 중화제의 존재하에 유화시켜 고내상 에멀젼을 형성하고; 고내상 에멀젼이 제2 밀봉 구역을 통과하여 희석 구역으로 들어간 다음; 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 추가의 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는 것을 포함하는, 수성 분산액의 연속 제조 방법.
실시양태 5: 실시양태 3의 방법에 의해 수득가능한, 1종 이상의 기재 중합체와 물의 수성 분산액.
실시양태 6: 복수 개의 디스크가 각각 제1 압출기 스크루의 골밑 직경(root diameter)의 110% 내지 190%인 외경을 갖는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 7: 복수 개의 채널 각각의 폭이 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)의 105% 내지 400%인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 8: 혼련 블록의 30 밀리미터 길이마다 9개 이상의 디스크가 있는, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 9: 혼련 블록의 60 밀리미터 길이마다 17개 이상의 디스크가 있는, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 10: 혼련 블록의 80 밀리미터 길이마다 23개 이상의 디스크가 있는, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 11: 각각의 디스크의 폭 (e)가 3 밀리미터 이하인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 12: 각각의 디스크의 폭 (e)가 2.5 밀리미터 이하인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 13: 각각의 채널의 폭이 3 밀리미터를 초과하는, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 14: 복수 개의 디스크가 각각 중립 디스크인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 15: 제1 밀봉 세그먼트, 제2 밀봉 세그먼트 및 제3 밀봉 세그먼트가 각각 구속 링(restriction ring)을 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 16: 고내상 에멀젼 구역에서 용융 블렌드, 물을 임의로 1종 이상의 중화제의 존재하에 유화시켜 고내상 에멀젼을 형성하는 것이 1개 이상의 제1 압출기 스크루 및 1개 이상의 제2 압출기 스크루를 갖는 압출기 스크루 시스템을 사용하는 것을 포함하며, 여기서 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루는 각각 복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼 세그먼트를 포함하고, 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루가 서로에 대하여 회전할 때 제1 압출기 스크루의 복수 개의 디스크는 제2 스크루의 복수 개의 채널을 통과하고, 복수 개의 디스크는 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%인 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)를 가지며, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 사이의 폭을 갖는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 17: 용융물 밀봉부에서의 용융 블렌드의 사전설정된 압력이 제곱 인치 당 약 800 파운드 이상인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 18: 1종 이상의 안정화제가 1종 이상의 비중합체 안정화제 또는 1종 이상의 극성 중합체 안정화제, 1종 이상의 비극성 중합체 안정화제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체 안정화제를 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 19: 1종 이상의 기재 중합체가 1종 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 20: 고내상 에멀젼 구역에서 물 및 임의로 중화제를 용융 블렌드에 주입하는 것이 1종 이상의 기재 중합체의 중량을 기준으로 3 내지 50 중량%에 상당하는 질량의 물을 주입하는 것을 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 21: 상기 질량의 물을 주입하는 것이 상기 질량의 물을 고내상 에멀젼 구역으로 들어가는 한 주입 지점에서 제공하는 것을 포함하는 것인, 실시양태 20.
실시양태 22: 상기 방법이 용융 블렌드 및 고내상 에멀젼의 온도를 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도보다 높은 온도로 유지하는 것을 추가로 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 23: 수성 분산액이 5 마이크로미터 미만의 평균 입도 직경을 갖는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 24: 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는 것이 1종 이상의 기재 중합체 입자의 충전율(packing fraction)을 0.74의 값 미만으로 감소시키도록 물을 첨가하는 것을 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 25: 수성 분산액이 물 90 중량% 미만을 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 26: 수성 분산액이 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 85 중량% 미만의 고체 함량을 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나. 기타 범위로는 35 내지 75 중량%의 고체 함량 및 40 내지 65 중량%의 고체 함량이 있으나, 이들로 제한되지는 않는다.
실시양태 27: 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는 것이 1종 이상의 기재 중합체 입자의 충전율을 0.74의 값 미만으로 감소시키도록 제1 희석수를 주입하고; 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도보다 낮은 온도를 갖는 제2 희석수를 주입하는 것을 포함하는 것인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 28: 희석 구역에서 수성 분산액을 110℃ 이하의 온도로 냉각시키는 것을 포함하는, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 29: 희석 구역에서 수성 분산액을 제2 사전설정된 압력에서 유지하는 것을 포함하는, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 30: 희석 구역에서 수성 분산액의 제2 사전설정된 압력이 제곱 인치 당 약 600 내지 약 700 파운드인, 실시양태 29.
실시양태 31: 1종 이상의 기재 중합체가 1종 이상의 폴리올레핀인, 상기 실시양태 중 어느 하나.
실시양태 32: 본원에 기재된 실시양태에 따른 방법에 의해 수득가능한, 1종 이상의 기재 중합체와 물의 수성 분산액.
도 1은 본 개시내용에 따른 압출기 스크루의 실시양태의 블록도이다.
도 2는 본 개시내용에 따른 1개 이상의 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루를 갖는 압출기 시스템의 실시양태의 블록도이다.
도 3a 내지 3c는 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 혼련 블록의 실시양태의 개략도이다.
본 개시내용의 실시양태는 압출기 스크루 시스템, 상기 압출기 스크루 시스템을 갖는 압출기 시스템, 상기 압출기 스크루 시스템을 갖는 상기 압출기 시스템을 사용하는 1종 이상의 기재 중합체와 물의 수성 분산액의 연속 제조 방법, 및 상기 연속 방법으로 제조된 1종 이상의 기재 중합체와 물의 수성 분산액을 포함한다. 한 실시양태에서, 본 개시내용의 실시양태에 의해 형성된 수성 분산액은 유기 용매를 포함하지 않으며, 물을 기재로 하는 수성 분산액이다.
본 개시내용의 실시양태는 또한 본원에서 논의된 폴리올레핀과 같은 기재 중합체의 관능성을 에멀젼 중합체 라텍스에 의해 제공되어온 것에 적용하도록 할 수 있다. 그러한 관능성에는 특히, 내수성, 내화학성, 밀봉성, 접착성, 저온 가요성이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다.
본 개시내용의 수성 분산액은 다양한 적용예에 적합할 수 있다. 그러한 적용예에는 건축 코팅 적용예, 자동차 코팅 적용예, 종이 코팅 적용예, 종자 코팅 적용예, 전도성 코팅물 및 공업용 코팅 적용예, 접착제 적용예, 실란트(sealant) 적용예, 폼(foam) 적용예, 토너(toner) 적용예 및 제어 방출 코팅 적용예가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 다양한 실시양태에서, 본 개시내용의 수성 분산액은 다양한 방식으로 적용될 수 있다. 그러한 방식으로는 특히, 포말 발포법, 롤 코팅법, 분무 코팅법, 분무 건조법, 함침법 (예를 들어, 직물 함침법)이 있으나, 이들로 제한되지는 않는다.
본원에서 사용된 용어 "분산액"은 연속 액체 매체 중의 미분된 입자를 말한다. 본 개시내용의 실시양태에서, 연속 액체 매체에는 물이 포함되며, 다양한 실시양태에서 연속 액체 매체는 물이다.
도 1에, 본 개시내용에 따른 압출기 스크루 (100)의 한 실시양태가 도시되어 있다. 다양한 실시양태에서, 압출기 스크루 (100)는 그의 길이를 따라 다수의 세그먼트를 포함한다. 세그먼트는 서로로부터 물리적으로 분리되어 있을 수 있거나, 또는 그렇지 않을 수도 있다.
다양한 실시양태에서, 압출기 스크루 (100)를 따라 위치하는 다양한 세그먼트는 각각 상이한 목적으로 사용되는 구조체를 한정하는 외부 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 압출기 스크루 (100)는 공급 세그먼트 (102) 및 운반 세그먼트 (104)를 포함한다. 공급 세그먼트 (102) 및 운반 세그먼트 (104) 뿐만 아니라, 압출기 스크루 (100)의 다른 세그먼트들은 각각 그 주변에 나선형으로 위치하는 1개 이상의 융기된 릿지(ridge)를 포함할 수 있다. 각각의 릿지를 날개(flight)라 할 수 있다. 날개는 정방향 피치(forward pitch) 또는 역방향 피치(reverse pitch)를 가질 수 있다. 피치 각도는 다양할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 피치 각도는 9도 내지 32도일 수 있다. 보다 바람직하게는, 피치 각도는 12도 내지 23도일 수 있다. 바람직한 피치 각도의 한 특정 값은 17.6도이다.
다양한 실시양태에서, 공급 세그먼트 (102) 및/또는 운반 세그먼트 (104)는 동일하거나 상이한 개수의 날개를 함유할 수 있거나, 날개 불연속부를 함유할 수 있거나, 또는 길이를 따라 위치하는 특정 부분에서 날개를 함유하지 않을 수도 있다.
구조체 (예를 들어, 날개(들))가 융기되어 있는 스크루 (100)의 표면은 스크루의 골밑이라 할 수 있다. 스크루 (100)를 횡단면 (즉, 스크루의 세로축에 대하여 수직인 평면)으로 봤을 때, 스크루 축에 평행인 선과의 한 교차점과 그 선과 날개의 그 다음의 가장 근접한 교차점 사이의 특정 날개의 경로는 360도의 원형을 한정한다. 원형 횡단면의 주위를 향하여 연장하는 뾰족하거나 둥글린 팁부(tip)는 스크루의 골밑 위로 로브(lobe)를 한정할 수 있다. 특정 날개와 교차하는 선 상의 한 지점과 그 선과 동일한 날개가 교차하는 그 다음의 가장 근접한 지점 사이의, 스크루 (100)를 따라가는 세로 (축) 방향으로의 거리가 스크루의 1 회전이다. 스크루의 골밑 및 임의의 두 개의 날개의 측벽을 경계로 하는 공간을 스크루의 채널이라 할 수 있다. 날개의 측벽은 필요에 따라 언더컷(undercut)일 수 있다. 스크루는 본원에서 논의된 바와 같이, 환상 실린더의 보어(bore)라고 기재될 수 있는 압출기 시스템의 배럴 또는 슬리브(sleeve) 내의 세로축 상에서 회전할 수 있다.
압출기 스크루 (100)는 혼합 및 용융 세그먼트 (106)를 더 포함한다. 다양한 실시양태에서, 혼합 및 용융 세그먼트 (106)는 본 개시내용에 따라 1종 이상의 기재 중합체와 1종 이상의 안정화제의 용융물의 혼련, 운반 및 압력 발생을 제공하는 구조체를 한정하는 상이한 외부 표면의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 혼합 및 용융 세그먼트 (106)는 1개 이상의 통상의 혼련 블록 요소를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 통상의 혼련 블록 요소는 5개 이하의 디스크를 가질 수 있으며, 여기서 상기 디스크는 용융물의 유동을 정방향 (도 1에서 압출기 스크루 (100)를 따라 좌측에서 우측으로) 또는 역방향 (도 1에서 압출기 스크루 (100)를 따라 우측에서 좌측으로)으로 운반하는 각도로 놓여 있을 수 있다. 예를 들어, 통상의 혼련 블록 요소의 디스크는 압출기 스크루 (100)를 따라 정방향 또는 역방향으로, 사전설정된 각도, 예컨대 45도로 설치될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 통상의 혼련 블록 요소의 디스크는 또한 중립 위치에 놓여 있을 수도 있는데, 여기서 통상의 혼련 블록 요소의 디스크는 서로에 대하여 90도로 놓여 있다.
다양한 실시양태에서, 혼합 및 용융 세그먼트 (106)는 또한 본원에서 논의된 바와 같이, 1개 이상의 날개, 1개 이상의 부분 날개 및/또는 날개가 없는 부분을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 날개, 부분 날개 및/또는 날개가 없는 부분은 혼합 및 용융 세그먼트 (106)에서 1개 이상의 혼련 블록의 상류에, 그의 하류에 및/또는 그들 사이에 위치할 수 있다.
압출기 스크루 (100)는 고내상 에멀젼 (HIPE) 세그먼트 (108)를 더 포함한다. 다양한 실시양태에서, HIPE 세그먼트 (108)는 1개 이상의 혼합 요소, 예컨대 터빈 혼합 요소 및 1개 이상의 본 개시내용의 혼련 블록을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 1개 이상의 혼합 요소는 본 개시내용의 1개 이상의 혼련 블록의 상류에 있을 수 있다 (즉, 선행할 수 있다).
도 3a 내지 3c는 본 개시내용에 따른 혼련 블록 (310)의 실시양태를 도해한다. 도해된 바와 같이, 혼련 블록 (310)은 복수 개의 채널 (316)을 한정하는 표면 (314)이 있는 복수 개의 디스크 (312)를 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 복수 개의 디스크 (312)는 각각 골밑 직경이 측정되는 방사상의 표면으로부터 수직인 실질적으로 평행한 주요 표면 (320)을 갖는 중립 디스크이다. 하나 이상의 실시양태에서, 복수 개의 디스크 (312)는 각각 골밑 직경이 측정되는 방사상의 표면에 대하여 소정의 각도로 위치하는 실질적으로 평행한 주요 표면 (320)을 갖는다. 상기 각도는 양각 또는 음각일 수 있고 0도 내지 90도의 값을 가질 수 있다.
다양한 실시양태에서, 복수 개의 디스크 (312)는 각각 각각의 디스크 (312)의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 (320) 사이에 소정의 폭 (e; 318)을 갖는다. 복수 개의 채널은 각각 또한 디스크 (312) 사이에 소정의 폭 (322)을 갖는다. 다양한 실시양태에서, 각각의 디스크 (312)의 폭 (e; 318)은 3 밀리미터 이하일 수 있다. 보다 바람직하게는, 각각의 디스크 (312)의 폭 (e; 318)은 2.5 밀리미터 이하일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 각각의 채널의 폭 (322)은 3 밀리미터를 초과하여, 본원에서 논의될 것처럼 압출기 스크루 (100) 중 제1 스크루와 압출기 스크루 (100) 중 제2 스크루가 고내상 에멀젼을 형성하기 위하여 압출기 스크루 시스템에서 서로에 대하여 회전할 때 압출기 스크루 (100) 중 제1 스크루의 복수 개의 디스크 (312)가 압출기 스크루 (100) 중 제2 스크루의 복수 개의 채널 (316)을 통과하도록 한다.
다양한 실시양태에서, 복수 개의 채널 (316) 각각의 폭 (322)은 바람직하게는 각각의 디스크 (312)의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 (320) 사이의 폭 (e; 318)의 105% 내지 400%일 수 있다. 보다 바람직하게는, 복수 개의 채널 (316) 각각의 폭 (322)은 각각의 디스크 (312)의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 (320) 사이의 폭 (e; 318)의 110% 내지 200%일 수 있다. 보다 더욱 바람직하게는, 복수 개의 채널 (316) 각각의 폭 (322)은 각각의 디스크 (312)의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 (320) 사이의 폭 (e; 318)의 112% 내지 175%일 수 있다. 복수 개의 채널 (316) 각각의 폭 (322)의 특정하게 바람직한 한 값은 각각의 디스크 (312)의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 (320) 사이의 폭 (e; 318)의 132%일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정한 값을 달성할 수 있는 58 밀리미터의 압출기 배럴 (60 밀리미터의 공칭 직경을 갖는 압출기 배럴)의 한 구성은 채널 (316) 각각의 폭 (322)이 3.3 밀리미터이고 각각의 디스크 (312)의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 (320) 사이의 폭 (e; 318)이 2.5 밀리미터인 경우이다. 폭 (322) 및 폭 (e; 318)의 기타 값 또한 가능하다.
추가의 실시양태에서, 폭 (e; 318)의 치수는 본원에서 논의된 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경과 관련있을 수 있다. 다양한 실시양태에서, 폭 (e; 318)의 치수는 바람직하게는 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%일 수 있다. 보다 바람직하게는, 폭 (e; 318)의 치수는 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.5% 내지 8.0%일 수 있다. 보다 더욱 바람직하게는, 폭 (e; 318)의 치수는 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 7.5%일 수 있다. 폭 (e; 318) 치수의 특정하게 바람직한 한 값은 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 4.3%이다.
다양한 실시양태에서, 복수 개의 채널 (316) 역시 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경과 관계가 있다. 다양한 실시양태에서, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 (312) 사이의 폭 (322)을 갖는다. 보다 바람직하게는, 폭 (322)은 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.5% 내지 8.5%이다. 보다 더욱 바람직하게는, 폭 (322)은 압출기 배럴의 공칭 내경의 4.0% 내지 8.0%이다. 폭 (322) 치수의 특정하게 바람직한 한 값은 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 6.0%이다.
다양한 실시양태에서, 본 개시내용에 따른 혼련 블록 (310)은 도 3a에 도해된 바와 같이, 소정의 골밑 직경 (324)을 가질 수 있다. 복수 개의 디스크 (312)는 각각 혼련 블록 (310)의 골밑 직경 (324)의 110% 내지 190%인 외경 (도 3a에서 326을 따라 측정됨)을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 복수 개의 디스크 (312)는 각각 혼련 블록 (310)의 골밑 직경 (324)의 120% 내지 180%인 외경 (도 3a에서 326을 따라 측정됨)을 가질 수 있다. 보다 더욱 바람직하게는, 복수 개의 디스크 (312)는 각각 혼련 블록 (310)의 골밑 직경 (324)의 140% 내지 160%인 외경 (도 3a에서 326을 따라 측정됨)을 가질 수 있다. 훨씬 더욱 바람직하게는, 복수 개의 디스크 (312)는 각각 혼련 블록 (310)의 골밑 직경 (324)의 146% 내지 155%인 외경 (도 3a에서 326을 따라 측정됨)을 가질 수 있다.
도 3b 및 3c는 23개 이상의 디스크 (312)를 갖는 혼련 블록 (310)의 실시양태를 도시한다. 다양한 실시양태에서, 혼련 블록 (310)은 혼련 블록 (310)의 80 밀리미터 길이마다 23개 이상의 디스크 (312)를 가질 수 있다. 추가의 실시양태에서, 혼련 블록 (310)의 30 밀리미터 길이마다 9개 이상의 디스크 (312)가 있다. 다른 실시양태에서, 혼련 블록 (310)의 60 밀리미터 길이마다 17개 이상의 디스크 (312)가 있다. 혼련 블록 (310)의 주어진 길이에 대하여 기타 개수의 디스크 (312)도 가능하다.
다시 도 1에서, 압출기 스크루 (100)는 또한 분배 및 펌핑 세그먼트 (130)를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 분배 및 펌핑 세그먼트 (130)는 1개 이상의 날개, 혼합 요소, 예컨대 TME (터빈 혼합 요소) 및/또는 ZME (혼합날(teeth) 혼합 요소) 및/또는 본원에서 제공되었고 공지된 바와 같은 통상의 혼련 블록을 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 압출기 스크루 (100)는 혼합 및 용융 세그먼트 (106)와 HIPE 세그먼트 (108) 사이에 제1 밀봉 세그먼트 (132); HIPE 세그먼트 (108)와 분배 및 펌핑 세그먼트 (130) 사이에 제2 밀봉 세그먼트 (134); 및 HIPE 세그먼트 (108)에 비해 분배 및 펌핑 세그먼트 (130)로부터 원위에 있는 압출기 스크루 (100)의 단부에 제3 밀봉 세그먼트 (136)를 더 포함한다. 다양한 실시양태에서, 제1 밀봉 세그먼트 (132), 제2 밀봉 세그먼트 (134) 및 제3 밀봉 세그먼트 (136)는 각각 1개 이상의 구속 링을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 구속 링은 혼합 및 용융 세그먼트 (106), HIPE 세그먼트 (108) 및/또는 분배 및 펌핑 세그먼트 (130)의 골밑 직경 위의 사전설정된 높이에서 균일하게 연장하는 환상 구조체일 수 있다.
다양한 실시양태에서, 구속 링은 본원에서 논의된 바와 같이, 압출기 스크루 (100) 2개 이상을 사용하는 압출기 시스템에서 댐(dam)을 형성하도록 압출기 스크루 (100)의 제2 스크루 상의 또 다른 구속 링 상의 베벨 숄더(beveled shoulder)에 대하여 상대적으로 위치할 수 있는 베벨 숄더를 가질 수 있다. 구속 링은 본원에서 논의될 것처럼, 구속 링과 압출기 배럴 사이에 환상 간극을 형성하는 것을 보조할 수 있다. 제1 밀봉 세그먼트 (132), 제2 밀봉 세그먼트 (134) 및 제3 밀봉 세그먼트 (136)는 혼합 및 용융 세그먼트 (106), HIPE 세그먼트 (108) 및/또는 분배 및 펌핑 세그먼트 (130)의 세로 경계를 한정하는 것을 보조할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 압출기 스크루 (100)의 다양한 세그먼트는 금속 또는 금속 합금으로 형성될 수 있다. 적합한 금속 및/또는 금속 합금의 예에는 저합금강 및 스페셜 메탈즈 코포레이션(Special Metals Corporation)으로부터 입수가능한 인코넬(INCONEL)® 합금이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다.
다양한 실시양태에서, 2개 이상의 압출기 스크루 (100)가 압출기 스크루 시스템에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 압출기 스크루 시스템은 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루는 각각 압출기 스크루 (100)에 대하여 본원에서 기재된 바와 같다. 다양한 실시양태에서, 2개 이상의 압출기 스크루 (100)는 압출기 시스템 내의 혼련, 운반, 혼합, 댐 형성 및/또는 압력 발생을 위한 다양한 구조체가 서로에 대하여 지나가고 회전하도록 디자인된다. 예를 들어, 본원에서 논의된 바와 같이, 압출기 스크루 시스템의 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크구가 서로에 대하여 회전할 때 제1 압출기 스크루의 복수 개의 디스크 (예를 들어, 도 3c에서 도시된 디스크 (312))는 제2 스크루의 복수 개의 채널 (예를 들어, 도 3c에서 도시된 채널 (316))을 통과할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 압출기 스크루 시스템의 2개 이상의 압출기 스크루의 세그먼트는 압출기 시스템의 길이를 따라 위치하는 별개의 구역에 상응할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 구역은 하나 이상의 가공 단계가 일어날 수 있는 압출기 시스템의 부분이다. 가공 단계의 예에는 특히, 공급, 운반, 혼합, 용융, 밀봉, 유화, 희석 및 냉각이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다.
도 2에, 본 개시내용의 압출기 시스템 (250)의 실시양태가 도해되어 있다. 다양한 실시양태에서, 압출기 시스템 (250)은 압출기 스크루 시스템 (254)에 커플링된 구동 장치 (252)를 포함한다. 본원에서 논의된 바와 같이, 압출기 스크루 시스템 (254)은 압출기 스크루 (100)에 대하여 본원에서 기재된 바와 같은 2개 이상의 압출기 스크루를 포함할 수 있고 도 2에서 각각 200-1 및 200-2로서 도해되었다.
예를 들어, 압출기 스크루 시스템 (254)은 1개 이상의 제1 압출기 스크루 (200-1) 및 1개 이상의 제2 압출기 스크루 (200-2)를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 제1 압출기 스크루 (200-1) 및 제2 압출기 스크루 (200-2)는 스크루를 회전시키는 구동 장치 (252)에 커플링되어 있다. 구동 장치 (252)는 동회전 (시계방향 또는 반시계방향) 또는 역회전 (스크루가 상이한 방향, 즉 하나는 시계방향으로, 하나는 반시계방향으로 회전함) 방향으로 제1 압출기 스크루 (200-1) 및 제2 압출기 스크루 (200-2)를 회전시킬 수 있다. 알고 있는 것처럼, 본 개시내용에 따른 압출기 스크루가 2개를 초과하여 사용된다면, 이들 역시 구동 장치 (252)에 의해 역회전 방향, 동회전 방향 또는 이들이 조합된 방향으로 회전할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 압출기 스크루 시스템 (254)은 치합형일 수 있다. 압출기 스크루 시스템 (254)은 제1 압출기 스크루 (200-1)의 날개가 제2 압출기 스크루 (200-2)의 채널 내에 적어도 부분적으로 위치할 경우에 치합형인 것으로 고려될 수 있다. 이러한 구성에서, 각 스크루의 축 사이의 거리는 2개의 스크루의 각각의 반경 (각각의 반경은 축에서부터 스크루의 최장 또는 최고 날개의 상단부까지 측정한 것임)의 합보다 짧다. 날개가, 그것이 치합되는 채널 내로의 맞춤이 날개와 채널 사이에 실질적으로 어떤 물질도 통과하지 않을 정도로 충분히 근접해 있는 형상 및 크기를 가질 경우에, 스크루를 켤레형(conjugated)이라 할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 압출기 스크루 시스템 (254)은 켤레형일 수 있다. 그렇지 않으면, 스크루는 비켤레형이라 할 수 있고, 비켤레형의 경우에 치합도는 켤레형이라 하기 직전의 정도부터, 축에서부터 압출기 스크루 (200-1)의 최장 또는 최고 날개의 상단부까지의 5%가 제2 압출기 스크루 (200-2)의 채널 내에 위치하는 정도까지 다양할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 압출기 스크루 시스템 (254)은 와이핑(wiping)형일 수 있다. 2개의 역회전하는 스크루가 켤레형일 경우에, 압출되고 있는 물질이 스크루가 치합된 영역에서 스크루의 채널에 잔류할 가능성은 거의 또는 전혀 없다. 이는 하나의 치합되어 있는 스크루의 날개가 다른 스크루의 채널 내에서 최소한의 청소를 한 결과이다. 이러한 방식으로 배열된 스크루를 와이핑형이라 할 수 있는데, 그 이유는 스크루의 채널에서 운반되는 물질이 치합되어 있는 날개가 나타내는 장애물에 의해 스크루의 1회 초과의 회전 거리 이상으로 그 채널에서 잔류하는 것이 방지될 것이기 때문이다. 하나 이상의 실시양태에서, 압출기 스크루 시스템 (254)은 와이핑형이 아니다.
다양한 실시양태에서, 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루는 압출기 배럴 (260)의 내벽 (258)에 의해 한정된 용적 (256) 내부에 적어도 부분적으로 위치한다. 다양한 실시양태에서, 압출기 배럴 (260)의 내벽 (258)은 압출기 스크루 시스템 (254)의 각각의 압출기 스크루가 이동하는 압출기 배럴 (260)의 소정의 공칭 내경 (261)을 제공할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 배럴 (260)의 용적 (256) 내부에 적어도 부분적으로 위치하는 압출기 스크루 시스템의 세그먼트는 압출기 시스템 (250)의 길이를 따라 위치하는 별개의 구역에 상응한다. 예를 들어, 공급 세그먼트 (도 1에서 요소 (102)) 및 운반 세그먼트 (도 1에서 요소 (104))는, 압출기 배럴 (260)의 내부에 위치할 경우에 각각 압출기 시스템 (250)을 위한 공급 구역 (262) 및 운반 구역 (264)을 제공한다. 다양한 실시양태에서, 압출기 배럴 (260) 내부의 혼합 및 용융 세그먼트 (도 1에서 요소 (106))는 압출기 시스템 (250)에 압출기 시스템 (250)을 위한 혼합 및 용융 구역 (266)을 제공한다. 다양한 실시양태에서, 압출기 배럴 (260)은 혼합 및 용융 구역 (266)에서 배럴 (260)의 내용물 및 압출기 배럴 (260)을 가열하는 에너지를 공급하기 위해, 혼합 및 용융 구역 (266)에서, 특히 필요에 따라 압출기 배럴 (260)을 따라가는 위치에서 1개 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 압출기 스크루 시스템 (254)의 각각의 압출기 스크루의 HIPE 세그먼트 (도 1에서 요소 (108))는 도 3a 내지 3c를 참조로 하여 논의되는 바와 같이 혼련 블록을 포함한다. 본원에서 제공된 바와 같이, 압출기 스크루 시스템 (254)의 HIPE 세그먼트는 압출기 시스템 (250)을 위한 고내상 에멀젼 (HIPE) 구역 (268)을 제공한다. 다양한 실시양태에서, 압출기 배럴 (260) 내부의 분배 및 펌핑 세그먼트 (도 1에서 요소 (130))는 압출기 시스템 (250)에 압출기 시스템 (250)을 위한 희석 구역 (270)을 제공한다.
다양한 실시양태에서, 압출기 스크루 시스템 (254)의 각각의 압출기 스크루의 제1 밀봉 세그먼트, 제2 밀봉 세그먼트 및 제3 밀봉 세그먼트 (도 1에서 요소 (132), (134) 및 (136))는 압출기 시스템 (250)을 위한 본원에서 논의된 다양한 구역을 한정하는 것을 보조한다. 예를 들어, 압출기 스크루 시스템 (254)의 각각의 압출기 스크루의 제1 밀봉 세그먼트는 혼합 및 용융 구역 (266)과 HIPE 구역 (268) 사이에 위치할 수 있다. 압출기 배럴 (260)과 함께 제1 밀봉 세그먼트는 압출기 시스템 (250)을 위한 제1 밀봉 구역 (272)을 형성한다. 또한, 압출기 스크루 시스템 (254)의 각각의 압출기 스크루의 제2 밀봉 세그먼트는 HIPE 구역 (268)과 희석 구역 (270) 사이에 위치할 수 있다. 압출기 배럴 (260)과 함께 제2 밀봉 세그먼트는 압출기 시스템 (250)을 위한 제2 밀봉 구역 (274)을 형성한다. 압출기 시스템 (250)은 또한 HIPE 구역 (268)에 비해, 희석 구역 (270)으로부터 원위에 있는 단부에 위치하는 제3 밀봉 세그먼트를 포함한다. 압출기 배럴 (260)과 함께 제3 밀봉 세그먼트는 압출기 시스템 (250)을 위한 제3 밀봉 구역 (276)을 형성한다.
본원에서 논의된 바와 같이, 압출기 스크루 시스템 (254)의 밀봉 세그먼트는 압출기 배럴 (260)의 내벽 (258)과 함께 댐을 제공하는 작용을 한다. 다양한 실시양태에서, 밀봉 세그먼트 및 내벽 (258)에 의해 형성된 댐은 내벽 (258)과 밀봉 세그먼트의 외경 표면 사이에 환상 간극을 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 간극은 밀봉부가 한정하는 것을 보조하는 다양한 구역에서 충분한 압력이 발생되고 안정하게 유지되도록 하는 사전설정된 폭을 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 그러한 사전설정된 폭의 예에는 1.0 내지 3.0 밀리미터가 포함되나, 이로 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 사전설정된 폭은 1.5 mm 내지 2.0 mm일 수 있다. 기타 사전설정된 폭도 가능하며, 그의 결정은 이들이 작동될 특정 압출기 시스템의 요건에 따라 좌우될 것이다.
또한, 각각의 압출기 스크루 상에서 1개 초과의 밀봉 세그먼트가 압출기 시스템 (250)에서 댐을 형성하는 데에 사용될 수 있음을 알아야 한다. 그러므로, 예를 들어, 2개의 밀봉 세그먼트가 각각의 압출기 스크루를 따라서 서로에게 직접적으로 인접하여 위치할 수 있고, 이와 같이 인접하여 위치하는 밀봉 세그먼트는 압출기 시스템 (250) 내부에서 본원에서 논의된 댐 기능을 제공하도록 상호작용한다.
다양한 실시양태에서, 압출기 시스템 (250)은 제1 유입구 (280) 및 제2 유입구 (282)를 더 포함하며, 여기서 각각의 유입구 (280) 및 (282)는 내벽 (258)을 통과하여 압출기 배럴 (260)의 용적 (256)으로 들어간다. 다양한 실시양태에서, 제2 유입구 (282)는 보조 유입구 (284)로 분리될 수 있다. 제1 유입구 (280) 및 제2 유입구 (282)는 각각 그들의 각각의 공급 도관 (286)에 커플링될 수 있다. 각각의 공급 도관 (286)은 목적하는 압력 및 온도하에 유입구가 위치하는 각각의 구역으로 유체를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 1개 이상의 유량계 (287)가 각각의 공급 도관 (286) 상에 포함될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 열교환기 (288)가 각각의 공급 도관 (286)에서 유동하는 유체로부터 열을 추가하거나 또는 제거하기 위해 사용될 수 있고, 펌프 (290)가 유체에 압력을 가하기 위해 사용될 수 있다.
도 2에 도해된 바와 같이, 제1 유입구 (280)는 HIPE 구역 (268)으로 들어가고 제2 유입구 (282)는 희석 구역 (270)으로 들어간다. 다양한 실시양태에서, 제1 유입구 (280) 및 제2 유입구 (282)는 특히 물을 압출기 배럴 (260)의 용적 (256)에 주입하기 위해 사용될 수 있다. 물은 물 함유 용기 (289)를 비롯한 다양한 공급원으로부터의 물일 수 있다. 주입된 물은 본원에서 논의된 바와 같이, HIPE 구역 (268)에서 1종 이상의 기재 중합체와 물의 고내상 에멀젼을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 주입된 물은 희석 구역 (270)에서 고내상 에멀젼을 희석하여 본 개시내용의 수성 분산액을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 개시내용의 실시양태는 수중의 1종 이상의 기재 중합체의 수성 분산액의 연속 제조 방법을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제가 압출기 시스템 투입장치 (261)를 통해 압출기 시스템 (250)의 공급 구역 (262)으로 도입된다. 1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제는 공급 구역 (262) 및 운반 구역 (264) (여기서, 이들은 가열될 수 있음)을 통해 압출기 시스템 (250)의 혼합 및 용융 구역 (266)으로 운반된다. 여기서 1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제는 압출기 스크루 시스템 (254)의 기계 작용 및 압출기 배럴 (260)을 통해 공급되는 열로부터 흡수된 열을 통해 용융물로 형성된다.
압출기 시스템 (250)의 혼합 및 용융 구역 (266)에서 1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제는 압출기 스크루 시스템 (254)의 혼합 작용을 통해 용융 블렌드로 형성된다. 압출기 스크루 시스템 (254)에서 각각의 압출기 스크루의 세그먼트는 또한 혼합 및 용융 구역에서 용융 블렌드로 힘을 전달하여 제1 밀봉 구역 (272)에 대하여 용융물 밀봉부를 형성한다. 다양한 실시양태에서, 용융물 밀봉부에서의 용융 블렌드는 압출기 스크루 시스템 (254)이 회전할 때 제1 밀봉 구역에 대하여 사전설정된 압력을 가한다. 다양한 실시양태에서, 용융물 밀봉부에서의 용융 블렌드의 사전설정된 압력은 압출기 시스템 (250)의 내용물을 나머지 구역을 통해 운반하는 데에 필요한 실질적인 전체 압력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 용융물 밀봉부에서의 용융 블렌드의 사전설정된 압력의 적합한 한 압력값은 제곱 인치 당 약 800 파운드일 수 있다. 그러나, 각각의 스크루 시스템이 상이할 수 있고 상이한 기재 중합체가 사용될 수 있기 때문에, 사전설정된 압력 값은 상이할 수 있고 각각의 경우에 따라 결정되어야 할 것이다.
다양한 실시양태에서, 용융 블렌드는 사전설정된 압력하에 제1 밀봉 구역 (272)을 통과하여 HIPE 구역 (268)으로 들어간다. HIPE 구역에서, 물 및 임의로 1종 이상의 중화제는 가압하에 제1 유입구 (280)를 통해 주입된다. 임의의 중화제는 중화제 함유 용기 (285)로부터 공급될 수 있다. 한 실시양태에서, 물 및 임의로 중화제는 용융 블렌드의 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도보다 높은 온도에서 주입된다. 또한, HIPE 구역 (268)에서 용융 블렌드로 주입되는 물은 용융 블렌드 중의 1종 이상의 기재 중합체 질량의 3 내지 50 중량%에 상당하는 질량을 가질 수 있다. 설명한 바와 같이, 상기 질량의 물은 HIPE 구역 (268)으로의 어느 한 주입 지점에서 제공된다. 그러나, 이러한 어느 한 주입 지점은 필요에 따라 HIPE 구역 (268)의 경계 주위에 이격되어 있는 2개 이상의 투입장치의 형태를 취할 수 있음을 알아야 한다.
다양한 실시양태에서, 제1 유입구 (280)는 HIPE 구역 (268)의 상류 부분에 위치할 수 있다. 추가의 실시양태에서, 압출기 스크루 시스템 (254)의 HIPE 세그먼트는 제1 유입구 (280)에 직접적으로 인접해 있는 혼합 요소, 예컨대 TME를 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 물 및 임의로 중화제가 HIPE 구역 (268)에서 용융 블렌드로 주입되고, 이때 혼합 및 용융 구역 (266)에서의 용융물 밀봉부에 의해 발생한 사전설정된 압력이 물을 액상으로 유지한다.
다양한 실시양태에서, 각각의 압출기 스크루 (100)의 HIPE 세그먼트 (108)는 HIPE 구역 (268)에서 서로와 상호작용하여 고내상 에멀젼을 형성하도록 용융 블렌드 (1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제), 물 및 임의의 중화제를 유화시킨다. 한 실시양태에서, HIPE 구역 (268)에서 용융 블렌드 및 고내상 에멀젼의 온도는 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도보다 높도록 유지될 수 있다. 그러므로, 용융 블렌드 및 고내상 에멀젼의 온도는 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도보다 높은 온도에서 유지될 수 있다.
다양한 실시양태에서, HIPE 구역 (268)에서의 혼련 블록의 작용은 용융 블렌드의 1종 이상의 기재 중합체의 입자를 형성하고, 이는 수중에 현탁되어 고내상 에멀젼을 형성한다. 다양한 실시양태에서, HIPE 구역 (268)에서 1종 이상의 기재 중합체의 입자의 형성은, 구동 장치 (252)가 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루를 서로에 대하여 회전시킬 때 제1 압출기 스크루의 혼련 블록의 복수 개의 디스크가 제2 스크루의 혼련 블록 상의 복수 개의 채널을 통과할 때 달성가능하다. 다양한 실시양태에서, 혼련 블록의 1개 이상의 디스크는 자가 와이핑형일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 치합형인 혼련 블록의 1개 이상의 디스크는 자가 와이핑형일 필요가 없다. 또한, 다양한 실시양태에서, 1개 이상의 디스크는 완전히 및/또는 부분적으로 치합형일 수 있다.
다양한 실시양태에서, HIPE 구역 (268)으로부터의 고내상 에멀젼은 제2 밀봉 구역 (274)을 통과하여 희석 구역 (270)으로 들어간다. HIPE 구역 (268)에서, 1종 이상의 기재 중합체의 입자는 서로에 대하여 압축 충전된다. 다양한 실시양태에서, HIPE 구역 (268)에서 이들 입자는 0.74 이상의 충전율(packing fraction)을 갖는 것으로 생각된다. 다양한 실시양태에서, 충전율은 입자가 차지하고 있는 부피의 분율이고, 이 값은 무차원이고 1 (1.0) 미만이다. 입자가 HIPE 구역으로부터 배출될 때 물이 제2 유입구 (282)를 통해 주입되어 고내상 에멀젼을 희석한다. 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 물로 희석함으로써 입자와 물의 수성 분산액이 형성된다. 한 실시양태에서, 제2 유입구 (282)에서 주입된 물은 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도 이상일 수 있다.
물이 제2 유입구 (282)를 통해 주입될 때, 고내상 에멀젼 입자의 충전율은 수성 분산액이 형성됨에 따라 감소하기 시작한다. 다양한 실시양태에서, 1종 이상의 기재 중합체 입자의 충전율을 0.74 미만의 값으로 감소시키는 충분한 물이 제2 유입구 (282)를 통해 첨가된다.
다양한 실시양태에서, 고내상 에멀젼 100 중량부 각각에 대하여 물 20 내지 400 중량부의 양으로 물을 첨가하여 수성 분산액을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 고내상 에멀젼 100 중량부 각각에 대하여 물 30 내지 200 중량부의 양으로 물을 첨가하여 수성 분산액을 형성할 수 있다. 보다 바람직하게는, 고내상 에멀젼 100 중량부 각각에 대하여 물 60 내지 140 중량부의 양으로 물을 첨가하여 수성 분산액을 형성할 수 있다.
추가의 실시양태에서, 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는 것은 또한 물 90 중량% 미만을 갖는 수성 분산액을 형성하는 물을 첨가하는 것을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 수성 분산액은 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 85 중량% 미만의 고체 함량을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 수성 분산액은 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 35 내지 75 중량%의 고체 함량을 포함한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 수성 분산액은 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 40 내지 65 중량%의 고체 함량을 포함한다. 바람직하게는, 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는 것은 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 35 중량% 내지 65 중량%의 고체 함량을 갖는 수성 분산액을 형성하기에 충분한 물을 첨가함으로써 실시될 수 있다. 추가의 바람직한 실시양태에서, 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는 것은 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 40 내지 65 중량%의 고체 함량을 갖는 수성 분산액을 형성하기에 충분한 물을 첨가하는 것을 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 또한, 고내상 에멀젼으로부터 수성 분산액을 형성하기 위해 사용되는 물을 희석 구역 (270)으로 주입되는 2개 이상의 스트림으로 분리하는 것도 가능하다. 다양한 실시양태에서, 2개 이상의 물 스트림을 사용하는 것은 수성 분산액의 점도를 희석 구역 (270)의 길이를 따라서 조정할 수 있도록 함으로써, 희석 구역 (270)을 통해 유리한 혼합 및 운반을 제공한다. 예를 들어, 제1 희석수는 1종 이상의 기재 중합체 입자의 충전율을 0.74 미만으로 감소시키도록 제2 유입구 (282)를 통해 주입될 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 이러한 제1 희석수는 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도 이상인 온도값을 가질 수 있다. 제2 희석수 또한 보조 유입구 (284)에서 주입될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 희석 구역 (270)에서 주입되는 제2 희석수는 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도보다 낮은 온도값을 가질 수 있다. 이는 희석 구역 (270)에서 수성 분산액의 약간의 냉각을 가능하게 한다.
다양한 실시양태에서, 압출기 배럴 (260)은 희석 구역 (270)에서 수성 분산액을 냉각시키는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 압출기 배럴 (260)에 수성 분산액으로부터 열 에너지를 제거하는 데에 사용될 수 있는 냉각 재킷이 설치될 수 있다. 한 실시양태에서, 물은 압출기 배럴 (260)의 냉각 재킷에서 냉각액으로서 사용될 수 있다. 압출기 배럴 (260)과 함께 사용하기 위한 기타 냉각 장치 또한 가능하다.
한 실시양태에서, 희석 구역 (270)에서의 수성 분산액의 냉각 정도가 반드시 1종 이상의 기재 중합체 입자의 융점 온도보다 낮은 수성 분산액의 온도값을 초래하는 것은 아니다. 한 실시양태에서, 수성 분산액은 110℃ 이하의 온도로 냉각될 수 있으며, 상기 온도는 희석 구역 (270)의 적어도 배출구에 의해 달성가능하다. 희석 구역 (270)의 적어도 배출구에 의해 달성되는 수성 분산액의 기타 온도값은 100℃ 내지 90℃를 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 희석 구역 (270)에서 수성 분산액은 제2 사전설정된 압력하에 유지된다. 본원에서 논의된 바와 같이, 혼합 및 용융 구역 (266)에서의 용융물 밀봉부는 압출기 스크루 시스템 (254)이 회전할 때 제1 밀봉 구역 (272)에 대하여 사전설정된 압력을 가한다. 다양한 실시양태에서, 상기 사전설정된 압력은 희석 구역 (270)에서 달성되고 유지되는 수성 분산액의 제2 사전설정된 압력을 제공할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 제2 밀봉 구역 (274) 및 제3 밀봉 구역 (276)은 희석 구역 (270)에서의 수성 분산액의 압력 유지를 보조한다. 다양한 실시양태에서, 밀봉 구역 (272), (274) 및 (276)의 사용은 본 개시내용의 수성 분산액이 형성될 수 있도록 압출기 시스템 (250)을 통과하는 유동 및/또는 압력의 안정화를 보조한다.
다양한 실시양태에서, 희석 구역에서 수성 분산액의 제2 사전설정된 압력은 제곱 인치 당 500 내지 800 파운드 범위, 예를 들어 제곱 인치 당 약 600 내지 약 700 파운드의 값을 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 제2 사전설정된 압력은 희석물이 형성될 수 있도록 시스템의 안정화를 보조할 뿐만 아니라, 추가의 냉각이 일어날 수 있을 때까지 물을 액상으로 유지한다. 수성 분산액은 배출구 (290)를 통해 가압하에 압출기 시스템 (250)에서 배출될 수 있다. 그 후에 수성 분산액은 1개 이상의 열교환기를 사용함으로써 더욱 완전히 냉각될 수 있다.
다양한 실시양태에서, 1종 이상의 기재 중합체는, 예를 들어 1종 이상의 열가소성 중합체, 1종 이상의 올레핀계 중합체 (즉, 폴리올레핀), 1종 이상의 아크릴계 중합체, 1종 이상의 폴리에스테르계 중합체, 1종 이상의 고체 에폭시 중합체, 1종 이상의 열가소성 폴리우레탄 중합체, 1종 이상의 스티렌계 중합체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
열가소성 중합체의 예에는, 전형적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-펜텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체 및 프로필렌-1-부텐 공중합체로 대표되는, 1종 이상의 알파-올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센 및 1-도데센의 단일중합체 및 공중합체 (엘라스토머 포함); 전형적으로 에틸렌-부타디엔 공중합체 및 에틸렌-에틸리덴 노르보르넨 공중합체로 대표되는, 알파-올레핀의 공액 또는 비공액 디엔과의 공중합체 (엘라스토머 포함); 및 폴리올레핀 (엘라스토머 포함), 예컨대 전형적으로 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디시클로펜타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1,5-헥사디엔 공중합체, 및 에틸렌-프로필렌-에틸리덴 노르보르넨 공중합체로 대표되는, 2종 이상의 알파-올레핀의 공액 또는 비공액 디엔과의 공중합체; 에틸렌-비닐 화합물 공중합체, 예컨대 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 에틸렌-비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌 아크릴산 또는 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 및 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체; 스티렌 공중합체 (엘라스토머 포함), 예컨대 폴리스티렌, ABS, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, α-메틸스티렌-스티렌 공중합체, 스티렌 비닐 알코올, 스티렌 아크릴레이트, 예컨대 스티렌 메틸아크릴레이트, 스티렌 부틸 아크릴레이트, 스티렌 부틸 메타크릴레이트, 및 스티렌 부타디엔 및 가교 스티렌 중합체; 및 스티렌 블록 공중합체 (엘라스토머 포함), 예컨대 스티렌-부타디엔 공중합체 및 그의 수화물, 및 스티렌-이소프렌-스티렌 3블록 공중합체; 폴리비닐 화합물, 예컨대 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐리덴 클로라이드 공중합체, 폴리메틸 아크릴레이트, 및 폴리메틸 메타크릴레이트; 폴리아미드, 예컨대 나일론 6, 나일론 6,6, 및 나일론 12; 열가소성 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트; 폴리카르보네이트, 폴리페닐렌 옥시드 등; 및 유리질 탄화수소계 수지, 예컨대 폴리-디시클로펜타디엔 중합체 및 관련 중합체 (공중합체, 삼원공중합체); 포화 모노-올레핀, 예컨대 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 베르사테이트, 및 비닐 부티레이트 등; 비닐 에스테르, 예컨대 모노카르복실산의 에스테르, 예컨대 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 및 부틸 메타크릴레이트 등; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 이들의 혼합물; 개환, 복분해 및 교차 복분해 중합에 의해 제조된 수지 등이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 상기 수지는 단독으로 또는 2종 이상의 조합물로 사용될 수 있다.
기재 중합체로서 (메트)아크릴레이트의 예에는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트 및 이소옥틸 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트 뿐만 아니라, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 및 아크릴아미드가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 바람직한 (메트)아크릴레이트는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 부틸 메타크릴레이트이다. 단량체로부터 중합될 수 있는 기타 적합한 (메트)아크릴레이트에는 아크릴 및 메타크릴 에스테르 단량체를 포함하는 저급 알킬 아크릴레이트 및 메타크릴레이트: 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, sec-부틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트가 포함된다.
선택된 실시양태에서, 1종 이상의 기재 중합체는, 예를 들어 에틸렌-알파 올레핀 공중합체, 프로필렌-알파 올레핀 공중합체 및 올레핀 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 특히, 선택된 실시양태에서, 기재 중합체는 1종 이상의 비극성 폴리올레핀을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 이들의 공중합체 및 이들의 블렌드 뿐만 아니라, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원공중합체가 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 올레핀 중합체의 예에는 미국 특허 제3,645,992호에 개시된 균일 중합체; 미국 특허 제4,076,698호에 개시된 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE); 불균일 분지된 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE); 불균일 분지된 선형 초저밀도 폴리에틸렌 (ULDPE); 균일 분지된 선형 에틸렌/알파-올레핀 공중합체; 예를 들어 미국 특허 제5,272,236호 및 제5,278,272호 (이들의 개시내용은 본원에 참고로 포함됨)에 개시된 방법에 의해 제조될 수 있는, 균일 분지된, 실질적으로 선형인 에틸렌/알파-올레핀 중합체; 및 고압 자유 라디칼 중합된 에틸렌 중합체 및 공중합체, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 중합체 (EVA)가 포함된다. 1종 이상의 기재 중합체로서 적합한 중합체의 추가의 예에는 어피니티(AFFINITY)™라는 상표명으로 시판되는 폴리올레핀 (다우 케미컬 컴퍼니(The Dow Chemical Company)로부터 입수가능한 에틸렌 옥텐 (EO) 공중합체)이 포함된다.
다른 특정 실시양태에서, 1종 이상의 기재 중합체는, 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA) 기재의 중합체일 수 있다. 다른 실시양태에서, 1종 이상의 기재 중합체는, 예를 들어 에틸렌-메틸 아크릴레이트 (EMA) 기재의 중합체일 수 있다. 다른 특정 실시양태에서, 에틸렌-알파 올레핀 공중합체는, 예를 들어 에틸렌-부텐, 에틸렌-헥센 또는 에틸렌-옥텐 공중합체 또는 혼성중합체일 수 있다. 다른 특정 실시양태에서, 프로필렌-알파 올레핀 공중합체는, 예를 들어 프로필렌-에틸렌 또는 프로필렌-에틸렌-부텐 공중합체 또는 혼성중합체일 수 있다.
특정한 다른 실시양태에서, 1종 이상의 기재 중합체는, 예를 들어 반결정질 중합체일 수 있고 110℃ 미만의 융점 온도를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 융점 온도는 25℃ 내지 100℃일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 융점 온도는 40℃ 내지 85℃일 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 기재 중합체는 실질적인 이소택틱(isotactic) 프로필렌 배열(sequence)을 갖는 것을 특징으로 하는, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체를 포함할 수 있다. "실질적인 이소택틱 프로필렌 배열"은 배열이 약 0.85 초과, 또는 약 0.90 초과; 또는 약 0.92 초과, 또는 약 0.93 초과의 이소택틱 삼연체 (mm) (13c NMR에 의해 측정됨)를 갖는 것을 의미한다. 이소택틱 삼연체는 당업계에 널리 공지되어 있고 예를 들어, 미국 특허 제5,504,172호 및 국제 공보 WO 00/01745호에 개시되어 있으며, 이들은 이소택틱 배열을 13c NMR 스펙트럼에 의해 측정된 공중합체 분자쇄 내의 삼연체 단위 측면에서 언급한다.
프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 ASTM D-1238 (230℃/2.16 kg)에 따라 측정하였을 때, 0.1 내지 25 g/10분 범위의 용융 유동 지수를 가질 수 있다. 0.1 내지 25 g/10분의 모든 개개의 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 본원에 기재되어 있으며; 예를 들어 용융 유동 지수는 0.1 g/10분, 0.2 g/10분, 0.5 g/10분, 2 g/10분, 4 g/10분, 5 g/10분, 10 g/10분 또는 15 g/10분의 하한 내지 25 g/10분, 20 g/10분, 18 g/10분, 15 g/10분, 10 g/10분, 8 g/10분 또는 5 g/10분의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 0.1 내지 20 g/10분; 또는 0.1 내지 18 g/10분; 또는 0.1 내지 15 g/10분; 또는 0.1 내지 12 g/10분; 또는 0.1 내지 10 g/10분; 또는 0.1 내지 5 g/10분 범위의 용융 유동 지수를 가질 수 있다.
프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 J/g 이상의 융해열) 내지 30 중량% (50 J/g 미만의 융해열) 범위의 결정도를 갖는다. 1 중량% (2 J/g 이상의 융해열) 내지 30 중량% (50 J/g 미만의 융해열)의 모든 개개의 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 본원에 기재되어 있으며; 예를 들어 결정도는 1 중량% (2 J/g 이상의 융해열), 2.5% (4 J/g 이상의 융해열) 또는 3% (5 J/g 이상의 융해열)의 하한 내지 30 중량% (50 J/g 미만의 융해열), 24 중량% (40 J/g 미만의 융해열), 15 중량% (24.8 J/g 미만의 융해열) 또는 7 중량% (11 J/g 미만의 융해열)의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 J/g 이상의 융해열) 내지 24 중량% (40 J/g 미만의 융해열) 범위의 결정도를 가질 수 있거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 J/g 이상의 융해열) 내지 15 중량% (24.8 J/g 미만의 융해열) 범위의 결정도를 가질 수 있거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 J/g 이상의 융해열) 내지 7 중량% (11 J/g 미만의 융해열) 범위의 결정도를 가질 수 있거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 J/g 이상의 융해열) 내지 5 중량% (8.3 J/g 미만의 융해열) 범위의 결정도를 가질 수 있다. 결정도는 시차 주사 열량법 (DSC)을 통해 측정한다. 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 프로필렌으로부터 유래된 단위 및 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 중합체 단위를 포함한다. 프로필렌/알파-올레핀 공중합체의 제조에 이용되는 공단량체의 예로는 C2, 및 C4 내지 C10 알파-올레핀, 예를 들어 C2, C4, C6 및 C8 알파-올레핀이 있다.
프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 1 내지 40 중량%를 포함한다. 1 내지 40 중량%의 모든 개개의 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 본원에 기재되어 있으며; 예를 들어 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위의 중량%는 1, 3, 4, 5, 7 또는 9 중량%의 하한 내지 40, 35, 30, 27, 20, 15, 12 또는 9 중량%의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 1 내지 35 중량%를 포함하거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 1 내지 30 중량%를 포함하거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 3 내지 27 중량%를 포함하거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 3 내지 20 중량%를 포함하거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 3 내지 15 중량%를 포함한다.
프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 중량 평균 분자량을 수평균 분자량으로 나눈 것 (Mw/Mn)으로 정의되는 분자량 분포 (MWD)가 3.5 이하이거나; 또는 3.0 이하이거나; 또는 1.8 내지 3.0이다.
이러한 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 본원에 참고로 포함되는, 미국 특허 제6,960,635호 및 제6,525,157호에 더욱 상세히 개시되어 있다. 이러한 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 다우 케미컬 컴퍼니로부터 버시파이(VERSIFY)™라는 상표명으로 시판되거나, 또는 엑손모바일 케미컬 컴퍼니(ExxonMobil Chemical Company)로부터 비스타맥스(VISTAMAXX)™라는 상표명으로 시판되고 있다.
한 실시양태에서, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 추가로 (A) 프로필렌으로부터 유래된 단위 60 내지 100 미만, 바람직하게는 80 내지 99, 보다 바람직하게는 85 내지 99 중량%, 및 (B) 1종 이상의 에틸렌 및/또는 C4 -10 α-올레핀으로부터 유래된 단위 0 초과 내지 40, 바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 4 내지 16, 보다 더욱 바람직하게는 4 내지 15 중량%를 포함하고; 전체 탄소 1000개 당 평균 0.001 이상, 바람직하게는 평균 0.005 이상, 보다 바람직하게는 평균 0.01 이상의 장쇄 분지를 함유하는 것을 특징으로 하며, 여기서 본원에서 사용된 용어 장쇄 분지는 단쇄 분지보다 1개 이상의 탄소가 더 많은 쇄 길이를 말하고, 본원에서 사용된 단쇄 분지는 공단량체의 탄소 개수보다 탄소가 2개 더 적은 쇄 길이를 말한다. 예를 들어, 프로필렌/1-옥텐 혼성중합체는 7개 이상의 탄소를 갖는 길이의 장쇄 분지를 갖는 백본을 갖지만, 이들 백본은 또한 단지 6개의 탄소를 갖는 길이의 단쇄 분지를 갖는다. 장쇄 분지의 최대 개수는 전형적으로 전체 탄소 1000개 당 3개의 장쇄 분지를 초과하지 않는다. 이러한 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 미국 특허 가출원 제60/988,999호 및 국제 특허 출원 PCT/US08/082599호에 더욱 상세히 개시되어 있으며, 이들은 각각 본원에 참고로 포함된다.
특정한 다른 실시양태에서, 기재 중합체, 예를 들어 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는, 예를 들어 반결정질 중합체일 수 있고 110℃ 미만의 융점 온도를 가질 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 융점 온도는 25℃ 내지 100℃일 수 있다. 보다 바람직한 실시양태에서, 융점 온도는 40℃ 내지 85℃일 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 올레핀 블록 공중합체, 예를 들어 에틸렌 다중-블록 공중합체, 예컨대 다우 케미컬 컴퍼니로부터 인푸스(INFUSE)™라는 상표로 시판되는 것과 같은 올레핀 블록 공중합체가 개시되어 있는 본원에 참고로 포함되는 국제 공보 WO2005/090427호 및 미국 특허 출원 공보 US 2006/0199930호에 개시된 것들이 기재 중합체로서 사용될 수 있다. 올레핀 블록 공중합체는 약 1.7 내지 약 3.5의 Mw/Mn, Tm 및 d의 수치가 Tm > -2002.9 + 4538.5(d) - 2422.2(d)2의 관계식에 상응하는, 1개 이상의 융점 온도 Tm (℃) 및 밀도 d (g/㎤)를 갖는 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체일 수 있다.
올레핀 블록 공중합체는 약 1.7 내지 약 3.5의 Mw/Mn을 갖고, ΔT 및 ΔH의 수치가, ΔH가 0 초과 내지 130 J/g 이하인 경우에는 ΔT > -0.1299(ΔH) + 62.81의 관계를, ΔH가 130 J/g 초과인 경우에는 ΔT ≥ 48℃의 관계를 갖는, 융해열 ΔH (J/g) 및 변량 ΔT (℃, 최장 DSC 피크와 최장 CRYSTAF 피크 사이의 온도 차이로서 정의됨)를 특징으로 하는 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체일 수 있으며, 여기서 CRYSTAF 피크는 5% 이상의 누적 중합체를 사용하여 측정된 것이고, 5% 미만의 중합체가 식별가능한 CRYSTAF 피크를 갖는다면, CRYSTAF 온도는 30℃이다.
올레핀 블록 공중합체는, 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체에 실질적으로 가교상이 없을 경우에 Re 및 d의 수치가 Re > 1481 - 1629(d)의 관계식을 만족시키는, 탄성 회복율 Re (%, 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체의 압축 성형된 필름을 사용하여 300% 변형율에서 1 사이클 측정됨) 및 밀도 d (g/㎤)를 갖는 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체일 수 있다.
올레핀 블록 공중합체는 TREF를 사용하여 분별하였을 때 40℃ 내지 130℃에서 용출되는 소정의 분자 분획을 가지며, 상기 분획은 동일한 온도에서 용출되는 상응하는 랜덤 에틸렌 혼성중합체 분획보다 5% 이상 더 많은 공단량체 몰함량을 갖는 것을 특징으로 하는 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체일 수 있고, 여기서 상기 상응하는 랜덤 에틸렌 혼성중합체는 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체와 동일한 공단량체(들)를 갖고 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체의 값들의 10% 이내의 용융 지수, 밀도 및 공단량체 몰함량 (전체 중합체를 기준으로 함)을 갖는다.
올레핀 블록 공중합체는 G' (25℃) 대 G' (100℃)의 비율이 약 1:1 내지 약 9:1의 범위에 있는, 25℃에서의 저장 탄성율 G' (25℃) 및 100℃에서의 저장 탄성율 G' (100℃)를 갖는 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체일 수 있다.
올레핀 블록 공중합체는 TREF를 사용하여 분별하였을 때 40℃ 내지 130℃에서 용출되는 소정의 분자 분획을 가질 수 있으며, 상기 분획은 0.5 이상 내지 약 1 이하의 블록 지수 및 약 1.3 초과의 분자량 분포 Mw/Mn을 갖는 것을 특징으로 한다.
올레핀 블록 공중합체는 0 초과 내지 약 1.0 이하의 평균 블록 지수 및 약 1.3 초과의 분자량 분포 Mw/Mn을 가질 수 있다.
특정 실시양태에서, 기재 중합체는, 예를 들어 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다. 폴리에스테르 수지는 1개 이상의 에스테르 결합을 함유하는 중합체를 포함할 수 있는 열가소성 수지를 말한다. 예를 들어, 폴리에스테르 폴리올은 알칸디온산에 비해 몰 과량의 지방족 디올 또는 글리콜을 사용하여 통상의 에스테르화 공정을 통해 제조할 수 있다. 폴리에스테르를 제조하는 데에 이용될 수 있는 글리콜의 예로는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 및 기타 부탄디올, 1,5-펜탄디올 및 기타 펜탄 디올, 헥산디올, 데칸디올 및 도데칸디올이 있다. 일부 실시양태에서, 지방족 글리콜은 2 내지 약 8개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 폴리에스테르를 제조하는 데에 사용될 수 있는 디온산의 예로는 말레산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 2-메틸-1,6-헥산산, 피멜산, 수베르산 및 도데칸디온산이 있다. 일부 실시양태에서, 알칸디온산은 4 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 폴리에스테르 폴리올의 예로는 폴리(헥산디올 아디페이트), 폴리(부틸렌 글리콜 아디페이트), 폴리(에틸렌 글리콜 아디페이트), 폴리(디에틸렌 글리콜 아디페이트), 폴리(헥산디올 옥살레이트) 및 폴리(에틸렌 글리콜 세베케이트)가 있다. 본 개시내용의 다른 실시양태는 다우 케미컬 컴퍼니 (미국 미시간주 미드랜드에 소재함)로부터 입수가능한 우녹솔(UNOXOL; 시스 및 트랜스 1,3- 및 1,4-시클로헥산디메탄올의 혼합물)과 같은 지방족 디올 함유 폴리에스테르 수지를 사용한다.
다양한 실시양태에서, 1종 이상의 안정화제는 안정한 고내상 에멀젼의 형성의 촉진을 보조할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 1종 이상의 안정화제는 1종 이상의 비중합체 안정화제 또는 1종 이상의 극성 중합체 안정화제, 1종 이상의 비극성 중합체 안정화제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체 안정화제를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 안정화제는 공단량체 또는 그래프트 단량체로서 극성기를 갖는 극성 중합체일 수 있다. 예를 들어, 1종 이상의 안정화제는 공단량체 또는 그래프트 단량체로서 극성기를 갖는 1종 이상의 극성 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 중합체 안정화제의 예에는 에틸렌-아크릴산 (EAA) 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 예컨대 다우 케미컬 컴퍼니로부터 시판되는 프리마코르(PRIMACOR)™, E.I. 듀퐁 드 뉴무르(E.I. DuPont de Nemours)로부터 시판되는 누크렐(NUCREL)™, 및 엑손모바일 케미컬 컴퍼니로부터 시판되는 에스코르(ESCOR)™의 상표로 입수가능한 것들 및 미국 특허 제4,599,392호, 제4,988,781호 및 제5,938,437호 (이들은 각각 그 전문이 본원에 참고로 포함됨)에 개시된 것들이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 중합체 안정화제의 기타 예에는 에틸렌 에틸 아크릴레이트 (EEA) 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌 메틸 메타크릴레이트 (EMMA) 및 에틸렌 부틸 아크릴레이트 (EBA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 극성 폴리올레핀이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 다른 에틸렌-카르복실산 공중합체 역시 사용될 수 있다. 당업자라면 다수의 다른 유용한 중합체 또한 사용될 수 있음을 알 것이다.
하나 이상의 실시양태에서, 1종 이상의 안정화제는 12 내지 60개의 탄소 원자를 갖는 장쇄 지방산, 지방산염, 지방산 알킬 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 장쇄 지방산 또는 지방산염은 12 내지 40개의 탄소 원자를 가질 수 있다.
1종 이상의 안정화제의 추가의 예에는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 또는 비이온성 계면활성제가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 음이온성 계면활성제의 예에는 술포네이트, 카르복실레이트 및 포스페이트가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 양이온성 계면활성제의 예에는 4급 아민이 포함되나, 이로 제한되지는 않는다. 비이온성 계면활성제의 예에는 에틸렌 옥시드를 함유하는 블록 공중합체 및 실리콘 계면활성제가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다.
1종 이상의 안정화제는 외부 계면활성제 또는 내부 계면활성제일 수 있다. 외부 계면활성제는 수성 분산액의 제조 동안에 기재 중합체와 화학 반응하지 않는 계면활성제이다. 외부 계면활성제의 예에는 도데실 벤젠 술폰산염 및 라우릴 술폰산염이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 내부 계면활성제는 수성 분산액의 제조 동안에 기재 중합체와 화학 반응하는 계면활성제이다. 내부 계면활성제의 예에는 2,2-디메틸올 프로피온산 및 그의 염이 포함된다. 다양한 시판 계면활성제가 본원에 기재된 실시양태에서 사용될 수 있고, 그 예로는 OP-100 (나트륨 스테아레이트), OPK-1000 (칼륨 스테아레이트) 및 OPK-181 (칼륨 올레에이트) (이들은 각각 RTD 홀스타(Hallstar)로부터 입수가능함); 유니시드(UNICID) 350 (베이커 피트롤라이트(Baker Petrolite)로부터 입수가능함); 디스포닐(DISPONIL) FES 77-IS 및 디스포닐 TA-430 (이들은 각각 코그니스(Cognis)로부터 입수가능함); 로다펙스(RHODAPEX) CO-436, 소프로포르(SOPROPHOR) 4D384, 3D-33 및 796/P, 로다칼(RHODACAL) BX-78 및 LDS-22, 로다팍(RHODAFAC) RE-610 및 RM-710, 및 수프라길(SUPRAGIL) MNS/90 (이들은 각각 로디아(Rhodia)로부터 입수가능함); 및 트리톤(TRITON) QS-15, 트리톤 W-30, 다우팍스(DOWFAX) 2A1, 다우팍스 3b2, 다우팍스 8390, 다우팍스 C6L, 트리톤 X-200, 트리톤 XN-45S, 트리톤 H-55, 트리톤 GR-5M, 트리톤 BG-10 및 트리톤 CG-110 (이들은 각각 미국 미시간주 미드랜드에 소재하는 다우 케미컬 컴퍼니로부터 입수가능함)이 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 안정화제의 조합물이 사용된다.
하나 이상의 실시양태에서, 수성 분산액은 1종 이상의 안정화제를 수성 분산액의 고체 함량의 총 중량을 기준으로 1 내지 50 중량% 포함할 수 있다. 1 내지 45 중량%의 모든 개개의 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 본원에 기재되어 있으며; 예를 들어 상기 중량%는 1, 3, 5, 10 중량%의 하한 내지 15, 25, 35, 45 또는 50 중량%의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 수성 분산액은 1종 이상의 안정화제를 수성 분산액의 고체 함량의 총 중량을 기준으로 1 내지 25 중량%, 또는 1 내지 35 중량%, 또는 1 내지 40 중량%, 또는 1 내지 45 중량% 포함할 수 있다. 선택된 실시양태에서, 안정화제는 계면활성제, 중합체 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본원에 기재된 바와 같이, 중화제가 본 개시내용의 수성 분산액의 형성 방법에서 임의로 사용될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 중화제는 상기 방법에서 사용된 1종 이상의 안정화제를 부분적으로 또는 완전히 중화시킬 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 1종 이상의 안정화제, 예컨대 장쇄 지방산 또는 EAA의 중화는 몰 기준으로 25 내지 200%일 수 있거나; 또는 몰 기준으로 50 내지 110%일 수 있다. 예를 들어, EAA의 경우에, 중화제는 수산화암모늄 또는 수산화칼륨과 같은 염기일 수 있다. 중화제는, 예를 들어 수산화리튬 또는 수산화나트륨일 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 중화제는, 예를 들어 카르보네이트일 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 중화제는, 예를 들어 모노에탄올아민 또는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP)과 같은 임의의 아민일 수 있다. 본원에 기재된 실시양태에서 유용한 아민은 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 트리스 아미노(TRIS AMINO) (이들은 각각 안구스(Angus)로부터 입수가능함), 뉴트롤 테 (NEUTROL TE; 바스프(BASF)로부터 입수가능함) 뿐만 아니라, 트리이소프로판올아민, 디이소프로판올아민 및 N,N-디메틸에탄올아민 (이들은 각각 미국 미시간주 미드랜드에 소재하는 다우 케미컬 컴퍼니로부터 입수가능함)을 포함할 수 있다. 기타 유용한 아민은 암모니아, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노-n-프로필아민, 디메틸-n-프로필아민, N-메탄올 아민, N-아미노에틸에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 모노이소프로판올아민, N,N-디메틸 프로판올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 트리스(히드록시메틸)-아미노메탄, N,N,N',N'-테트라키스(2-히드록실프로필)에틸렌디아민, 1,2-디아미노프로판을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 아민의 혼합물 또는 아민과 계면활성제의 혼합물이 사용될 수 있다. 당업자라면 적절한 중화제의 선택은 제형화되는 특정 조성물에 따라 좌우되고, 또한 이러한 선택이 당업자의 지식 범위 내에 있음을 알 것이다.
본원에 기재된 수성 분산액의 실시양태는 상기 기재된 성분 이외에도 물을 함유한다. 탈이온수가 전형적으로 바람직하다. 일부 실시양태에서, 너무 큰 경도를 갖는 물은 적합한 수성 분산액의 형성에 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있다. 특히 고농도의 알칼리 토금속 이온, 예컨대 Ca2 +을 함유하는 물은 피해야 한다.
수성 분산액은 1종 이상의 기재 중합체를 수성 분산액의 고체 함량의 총 중량을 기준으로 5 내지 99 중량% 포함한다. 5 내지 99 중량%의 모든 개개의 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 분원에 기재되어 있으며; 예를 들어 상기 중량%는 5, 8, 10, 15, 20, 25 중량%의 하한 내지 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 99 중량%의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 수성 분산액은 1종 이상의 기재 중합체를 수성 분산액의 고체 함량의 총 중량을 기준으로 15 내지 99 중량%, 또는 15 내지 90 중량%, 또는 15 내지 80 중량%, 또는 15 내지 75 중량%, 또는 30 내지 70 중량%, 또는 35 내지 65 중량% 포함할 수 있다. 수성 분산액은 적어도 1종 이상의 기재 중합체를 포함한다.
본원에 기재된 일부 수성 분산액은 약 1.5 ㎛ 미만의 평균 입도를 갖는 입자를 포함한다. 다른 실시양태에서, 평균 입도는 약 0.05 ㎛ 내지 약 1.5 ㎛의 범위이다. 다른 실시양태에서, 수성 분산액의 평균 입도는 약 0.5 ㎛ 내지 약 1.5 ㎛의 범위이다.
평균 입도 직경은 또한 입도 분석장치를 사용하여 광산란법을 통해 또는 투과 전자 현미경 (TEM) 또는 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 전자 현미경에 의해 측정할 수 있다. 입도 분석장치 방법에서, 베크만 쿨터(Beckman Coulter) LS230 입도 분석장치가 샘플 전달 시스템인 소용적 모듈(Small Volume Module)과 함께 사용될 수 있다. 이용되는 소프트웨어 버전은 버전 3.29이다. 하드웨어 및 소프트웨어는 미국 플로리다주 마이애미에 소재하는 베크만 쿨터 인크.(Beckman Coulter Inc.)로부터 입수가능하다. 모든 측정을 위한 분석 조건은 1.332의 유체 굴절률, 1.5의 샘플 실수(real) 굴절률 및 0.0의 샘플 허수(imaginary) 굴절률을 포함한다. 확대 광학 모델은 사용되지 않는다. 편광 세기 시차 산란 (PIDS) 옵션이 입도 정보를 생성하기 위해 활성화되고 사용된다. 평균 입도 직경은 ㎛로 측정하고 기록한다. 전자 현미경은 하기 방법 중 어느 하나를 통해 실시가능하다.
(1) TEM
샘플을 우선 증류수로 희석하고 (1 액적의 라텍스 대 탈이온수 10 mL), 그 후에 약 5 ㎕의 액적을 포름바르(Formvar; 폴리비닐 포르말) 코팅된 TEM 그리드 상에 두고 공기 건조시킨다. 샘플을 표준 시편 홀더를 사용하거나 또는 -120℃의 냉각시료대를 사용하여 120 kV의 가속 전압에서 작동되는 JEOL JEM-1230 TEM으로 조사한다. 디지털 영상을 1024 × 1024 픽셀의 해상도를 갖는 가탄 멀티스캔(Gatan Multiscan) 794 CCD 카메라를 사용하여 입수하고 아도베 포토샵(Adobe Photoshop) 5.0을 사용하여 프로세싱하였다. 영상 분석은 이미지제이(ImageJ) 소프트웨어를 사용하여 실시한다. 임계값을 그레이-스케일(gray-scale) 영상에 적용하고, 집합체를 워터쉐드(watershed) 기능을 사용하여 분리한 다음, 입자 면적을 측정한다. 입자 면적을 직경 = 2*sqrt(면적/π)의 방정식을 통해 상당 직경으로 변환시킨다. 약 3 nm 내지 3 ㎛ 범위의 직경을 갖는 입자를 TEM 기법에 의해 측정할 수 있다.
(2) SEM
샘플을 탈이온수로 희석하고, 그 후에 깨끗한 규소 웨이퍼의 단편 상에 점적한 다음, 실온에서 건조시킨다. 이것을 10 nm의 오스뮴으로 스퍼터(sputter) 코팅한 후에 FEI Nova NanoSEM 전계 방출 건(gun) 주사 전자 현미경에서 3 내지 5 keV에서 영상화한다. 영상 분석은 이미지제이 소프트웨어를 사용하여 실시한다. 임계값을 그레이-스케일 영상에 적용하고, 집합체를 워터쉐드 기능을 사용하여 분리한 다음, 입자 면적을 측정한다. 면적을 직경 = 2*sqrt(면적/π)의 방정식을 통해 직경으로 변환시킨다. 약 50 nm 내지 50 ㎛의 직경을 측정할 수 있다.
수성 분산액 중의 입자를 특징화하는 또 다른 파라미터는, 본원에서 부피 평균 입자 직경 (Dv)을 수평균 입자 직경 (Dn)으로 나눈 것으로 정의되는 입도 분포이다. 일부 실시양태는 약 2.0 이하의 입도 분포를 특징으로 한다. 다른 실시양태에서, 수성 분산액은 약 1.9, 1.7 또는 1.5 이하의 입도 분포를 갖는다.
바람직하게는, 수성 분산액은 약 74 부피% 미만의 고체 함량 분율을 특징으로 한다. 일부 수성 분산액은 약 5 부피% 내지 약 74 부피%의 고형분 분율을 갖는다. 다른 수성 분산액은 약 70 부피% 미만, 약 65 부피% 미만, 또는 약 5 부피% 내지 약 50 부피%의 고형분 분율을 갖는다.
하나 이상의 실시양태에서, 수성 분산액은 유체 매체를 수성 분산액의 총 부피를 기준으로 35 부피% 내지 80 부피% 포함한다. 유체 매체는 물일 수 있다. 일부 실시양태에서, 물 함량은 수성 분산액의 총 부피를 기준으로, 35 내지 75 부피%, 또는 35 내지 70 부피%, 또는 45 내지 60 부피%의 범위일 수 있다. 수성 분산액의 물 함량은 고체 함량 (기재 중합체 및 안정화제)이 약 1 부피% 내지 약 74 부피%이도록 조절될 수 있다. 일부 실시양태에서, 고형분 범위는 약 10 부피% 내지 약 70 부피%일 수 있다. 다른 실시양태에서, 고형분 범위는 약 20 부피% 내지 약 65 부피%이다. 다른 실시양태에서, 고형분 범위는 약 25 부피% 내지 약 55 부피%이다.
하나 이상의 실시양태에서, 수성 분산액은 1종 이상의 결합제 조성물, 예컨대 아크릴 라텍스, 비닐 아크릴 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스, 비닐 아세테이트 에틸렌 라텍스 및 이들의 조합; 임의로 1종 이상의 충전제; 임의로 1종 이상의 첨가제; 임의로 1종 이상의 안료, 예를 들어 이산화티타늄, 운모, 탄산칼슘, 실리카, 산화아연, 초단 유리(milled glass), 알루미늄 삼수화물, 탈크, 삼산화안티몬, 플라이 애시(fly ash) 및 점토; 임의로 1종 이상의 공용매, 예를 들어 글리콜, 글리콜 에테르, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트, 알코올, 미네랄 스피릿(mineral spirit) 및 벤조에이트 에스테르; 임의로 1종 이상의 분산제, 예를 들어 아미노알코올 및 폴리카르복실레이트; 임의로 1종 이상의 계면활성제; 임의로 1종 이상의 소포제; 임의로 1종 이상의 보존제, 예를 들어 살생물제, 방미제, 살진균제, 살조제 및 이들의 조합; 임의로 1종 이상의 증점제, 예를 들어 셀룰로오스계 증점제, 예컨대 히드록시에틸 셀룰로오스, 소수성 개질된 알칼리 가용성 에멀젼 (UCAR POLYPHOBE TR-116과 같은 HASE 증점제) 및 소수성 개질된 에톡실화 우레탄 증점제 (HEUR); 또는 임의로 1종 이상의 추가의 중화제, 예를 들어 수산화물, 아민, 암모니아 및 카르보네이트를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 본 개시내용의 수성 분산액은 12 이하의 pH를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 개시내용의 수성 분산액은 7 초과의 pH 내지 12 이하의 pH를 가질 수 있다. 추가의 실시양태에서, 본 개시내용의 수성 분산액은 8 내지 12의 pH, 또는 8 내지 11의 pH를 가질 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 수성 분산액은 착색제를 포함할 수 있다. 다양한 착색제가 사용될 수 있다. 착색제의 예에는 옐로(yellow), 마젠타(magenta) 및 시안(cyan)이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 블랙 착색제로서, 카본 블랙 및 하기 나타낸 옐로/마젠타/시안 착색제를 사용하여 흑색 색조를 갖도록 한 착색제가 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 착색제는 특히, 염료, 안료 및 예비분산물을 포함한다. 이들 착색제는 단독으로, 혼합물로 또는 고용체로 사용될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 안료는 미가공 안료, 가공 안료, 예비 분쇄된 안료, 안료 분말, 안료 프레스케이크, 안료 마스터배치, 재활용 안료, 및 고체 또는 액체 안료 예비분산물의 형태로 제공될 수 있다. 본원에서 사용되는 미가공 안료는, 예컨대 표면 상에 다양한 코팅물을 침착시키기 위한 습식 처리를 안료의 표면에 적용하지 않은 안료 입자이다. 미가공 안료 및 가공 안료는 PCT 공보 WO 2005/095277호 및 미국 특허 출원 공보 제20060078485호에 추가로 개시되어 있고, 이들의 관련 부분은 본원에 참고로 포함된다. 이와 달리, 가공 안료는, 예컨대 입자 표면 상에 금속 산화물 코팅물을 제공하기 위한 습식 처리를 적용한 것일 수 있다. 금속 산화물 코팅물의 예에는 알루미나, 실리카 및 지르코니아가 포함된다. 재활용 안료 또한, 재활용 안료가 코팅된 안료로서 시판되기에 불충분한 품질의 습식 처리 후의 안료인 경우에 출발 안료 입자로서 사용될 수 있다.
착색제 입자의 예에는 옐로 착색제와 같은 안료가 포함되나, 이로 제한되지는 않으며, 안료로서 축합 아조 화합물, 이소인돌리논 화합물, 안트라퀴논 화합물, 아조금속 착체 메틴 화합물, 및 알릴아미드 화합물로 대표되는 화합물이 사용될 수 있다. 마젠타 착색제로서, 축합 아조 화합물, 디케토피롤로피롤 화합물, 안트라퀴논, 퀴나크리돈 화합물, 베이스 염료 레이크(lake) 화합물, 나프톨 화합물, 벤지미다졸론 화합물, 티오인디고 화합물 및 페릴렌 화합물이 사용될 수 있다. 시안 착색제로서, 구리 프탈로시아닌 화합물 및 그의 유도체, 안트라퀴논 화합물, 베이스 염료 레이크 화합물 등이 사용될 수 있다.
실시예
실시예 1은 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루를 갖는 압출기 스크루 시스템을 포함하는 압출기 시스템이다. 실시예 2 내지 3은 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루이다. 2개의 압출기 스크루는 유사하게 구성되었다. 실시예 1은 내경이 58 mm인 압출기 배럴 12개 및 250 hp의 구동 장치를 갖는 코페리온 워너 앤드 플레이데러(Coperion Werner & Pfleiderer) 제조의 ZSK-58 메가컴파운더(MegaCompounder)를 포함하였다. 실시예 2 내지 3은 스플라인 샤프트(splined shaft) 상에 장착된 스크루 세그먼트를 포함하였다. 실시예 2 내지 3은 치합형이고 1200 rpm으로 동회전하였다. 스크루 세그먼트는 코페리온 워너 앤드 플레이데러로부터 입수가능하다. 통상의 혼련 블록 요소 1은 폭이 11 mm인 디스크를 가지며, 스크루 세그먼트 60 mm 마다 5개의 디스크가 있었다. 표 1A의 데이터는 실시예 1 내지 3 및 압출기 스크루 세그먼트의 특성을 보여준다.
실시예 1은 고내상 에멀젼 (HIPE) 구역을 포함하였다. 실시예 4 내지 16은 HIPE 구역을 포함하고, 이들은 각각 혼련 블록을 갖는 고내상 에멀젼 세그먼트이다. 실시예 4 내지 16은 각각 복수 개의 디스크를 가졌다. 복수 개의 디스크는 각각 그 폭이 2.5 mm였다. 실시예 4 내지 16의 각각에서, 세그먼트 60 mm 마다 18개의 디스크가 있었다.
<표 1A>
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
실시예 1은 실시예 17 내지 27의 각각의 수성 분산액의 연속 제조 방법에서 사용되었다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 공급 속도 및 기재 중합체 어피니티™ (다우 케미컬 컴퍼니로부터 입수가능한 에틸렌 옥텐 (EO) 공중합체)와 안정화제 프리마코르™ (다우 케미컬 컴퍼니로부터 입수가능한 에틸렌 아크릴산 (EAA))의 비율을 달리함으로써 실시예 1을 통해 가공하였다. 실시예 17 내지 27에서, 실시예 1의 HIPE 구역은 150℃ 내지 180℃의 온도에 있었다. 실시예 1의 배출장치에서의 압력은 400 psig (제곱 인치 당 게이지 파운드) 내지 600 psig였다.
<표 2>
Figure pct00005
각각의 연속 방법은 978 mm에서 제1 주입, 1902 mm에서 제2 주입, 2420 mm에서 제3 주입을 포함하였다. 제1 주입은 각각 탈이온수 및 중화제인 수산화칼륨을 포함하였다. 중화제는 각각의 실시예 17 내지 27이 표 2에 나타낸 각각의 pH를 갖도록 첨가하였다. 제2 주입은 각각 탈이온수 및 EAA를 포함하였다. 제3 주입은 각각 20℃의 온도에서의 탈이온수를 포함하여, 각각의 실시예 17 내지 27이 표 2에 나타낸 각각의 고형분 중량%를 갖도록 하였다. 각각의 실시예 17 내지 27의 평균 입도는 DOWM 102167-E06A에 의해 측정하였다.
비교예 A는 2개의 유사하게 구성된 압출기 스크루를 갖는 다중-스크루 압출기 스크루 시스템이다. 비교예 A는 내경이 58 mm인 배럴 12개 및 250 hp의 구동 장치를 갖는 코페리온 워너 앤드 플레이데러 제조의 ZSK-58 메가컴파운더를 포함하였다. 비교예 A는 스플라인 샤프트 상에 장착된 스크루 세그먼트를 포함하였다. 2개의 유사하게 구성된 스크루는 치합형이고 1200 rpm으로 동회전하였다. 스크루 세그먼트는 코페리온 워너 앤드 플레이데러로부터 입수가능하다. 통상의 혼련 블록 요소 1은 폭이 11 mm인 디스크를 가지며, 스크루 세그먼트 60 mm 마다 5개의 디스크가 있었다. 통상의 혼련 블록 요소 2는 폭이 5.4 mm인 디스크를 가지며, 스크루 세그먼트 60 mm 마다 10개의 디스크가 있었다. 표 1B의 데이터는 비교예 A 및 스크루 세그먼트의 특성을 보여준다.
<표 1B>
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
비교예 A는 비교예 B의 분산액의 연속 제조 방법에서 사용되었다. 600 파운드/시간의 어피니티™를, 어피니티™ 대 프리마코르™의 비율이 85 중량% 대 15 중량%이도록 하여 프리마코르™와 함께 가공하였다. 비교예 B에서, 비교예 A의 HIPE 구역은 150℃ 내지 180℃의 온도에서 작동되었다. 비교예 A의 배출장치에서의 압력은 400 psig 내지 600 psig였다.
여과가능한 잔류물을 실시예 1의 시스템 및 실시예 19의 수성 분산액에 상응하는 연속 방법 및 비교예 A의 시스템 및 비교예 B의 수성 분산액에 상응하는 연속 방법에 대하여 측정하였다. 여과가능한 잔류물은, 각각의 20 메쉬 스크린을 칭량하고, 각각의 수성 분산액을 스크린을 통해 여과한 다음, 20 메쉬 스크린을 재칭량함으로써 측정하였다. 표 3a 및 3b의 데이터는 실시예 1 및 비교예 A가 동일한 가공 속도를 가질 때 비교예 A의 시스템에서 여과가능한 잔류물이 보다 많았음을 보여준다.
<표 3a>
Figure pct00011
<표 3b>
Figure pct00012
여과가능한 잔류물의 중량%에 의해 측정되는, 최고 가공 속도를 실시예 1의 시스템 및 실시예 27의 수성 분산액에 상응하는 연속 방법 및 비교예 A의 시스템 및 비교예 B의 수성 분산액에 상응하는 연속 방법에 대하여 측정하였다. 표 4A 및 4B의 데이터는 실시예 1이 비교예 A보다 빠른 최고 가공 속도를 가짐을 보여준다.
<표 4A>
Figure pct00013
<표 4B>
Figure pct00014
어피니티™ 및 프리마코르™가 최초 공급될 때부터 육안으로 식별되는 등급의 수성 분산액이 제조될 때까지의 시간으로 측정되는, 가동 시간을 실시예 1의 시스템 및 실시예 19의 수성 분산액에 상응하는 연속 방법 및 비교예 A의 시스템 및 비교예 B의 수성 분산액에 상응하는 연속 방법에 대하여 측정하였다. 표 5A 및 5B의 데이터는 실시예 1이 비교예 A보다 단축된 가동 시간을 가짐을 보여준다.
<표 5A>
Figure pct00015
<표 5B>
Figure pct00016

Claims (32)

  1. 압출기 스크루로서,
    혼합 및 용융 세그먼트(segment);
    복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼(high internal phase emulsion) 세그먼트 (복수 개의 디스크는 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%인 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)를 가지며, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 사이의 폭을 가짐);
    분배 및 펌핑 세그먼트;
    혼합 및 용융 세그먼트와 고내상 에멀젼 세그먼트 사이의 제1 밀봉 세그먼트;
    고내상 에멀젼 세그먼트와 분배 및 펌핑 세그먼트 사이의 제2 밀봉 세그먼트; 및
    고내상 에멀젼 세그먼트에 비해 분배 및 펌핑 세그먼트로부터 원위에 있는 단부의 제3 밀봉 세그먼트
    를 포함하는 압출기 스크루.
  2. 압출기 스크루 시스템으로서,
    1개 이상의 제1 압출기 스크루 및 1개 이상의 제2 압출기 스크루
    를 포함하고,
    여기서 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루는 각각
    혼합 및 용융 세그먼트;
    복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼 세그먼트 (여기서, 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루가 서로에 대하여 회전할 때 제1 압출기 스크루의 복수 개의 디스크는 제2 스크루의 복수 개의 채널을 통과하고, 복수 개의 디스크는 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%인 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)를 가지며, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 사이의 폭을 가짐);
    분배 및 펌핑 세그먼트;
    혼합 및 용융 세그먼트와 고내상 에멀젼 세그먼트 사이의 제1 밀봉 세그먼트;
    고내상 에멀젼 세그먼트와 분배 및 펌핑 세그먼트 사이의 제2 밀봉 세그먼트; 및
    고내상 에멀젼 세그먼트에 비해 분배 및 펌핑 세그먼트로부터 원위에 있는 단부의 제3 밀봉 세그먼트
    를 포함하는 것인, 압출기 스크루 시스템.
  3. 압출기 시스템으로서,
    구동 장치;
    용적을 한정하는 내벽, 및 내벽을 통과하여 압출기 배럴의 용적으로 들어가는 제1 유입구 및 제2 유입구를 갖는 압출기 배럴;
    구동 장치에 커플링되며, 압출기 배럴의 내벽에 의해 한정된 용적 내부에 적어도 부분적으로 위치하는 1개 이상의 제1 압출기 스크루 및 1개 이상의 제2 압출기 스크루를 갖는 압출기 스크루 시스템
    을 포함하고,
    여기서 구동 장치는 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루를 회전시키고, 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루는 각각
    압출기 시스템을 위한 혼합 및 용융 구역을 제공하는 혼합 및 용융 세그먼트;
    압출기 시스템을 위한 고내상 에멀젼 구역을 제공하며, 복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼 세그먼트 (여기서, 구동 장치가 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루를 서로에 대하여 회전시킬 때 제1 압출기 스크루의 복수 개의 디스크는 제2 스크루의 복수 개의 채널을 통과하고, 복수 개의 디스크는 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%인 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)를 가지며, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 사이의 폭을 가짐);
    압출기 시스템을 위한 희석 구역을 제공하는 분배 및 펌핑 세그먼트;
    혼합 및 용융 구역과 고내상 에멀젼 구역 사이의 제1 밀봉 세그먼트;
    고내상 에멀젼 구역과 희석 구역 사이의 제2 밀봉 세그먼트; 및
    고내상 에멀젼 구역에 비해 희석 구역으로부터 원위에 있는 단부의 제3 밀봉 세그먼트를 포함하고,
    제1 유입구는 고내상 에멀젼 구역으로 들어가고 제2 유입구는 희석 구역으로 들어가는 것인, 압출기 시스템.
  4. 수성 분산액의 연속 제조 방법으로서,
    제2항에 따른 압출기 시스템을 제공하고;
    1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제를 압출기 시스템의 공급 구역에 도입하고;
    1종 이상의 기재 중합체 및 1종 이상의 안정화제를 압출기 시스템의 혼합 및 용융 구역으로 운반하고;
    1종 이상의 기재 중합체를 혼합 및 용융 구역에서 용융 블렌딩하여 1종 이상의 기재 중합체와 1종 이상의 안정화제의 용융 블렌드를 제공하고;
    혼합 및 용융 구역에서 제1 밀봉 구역에 대하여 용융물 밀봉부를 형성하고, 용융물 밀봉부에서의 용융 블렌드는 제1 밀봉 구역에 대하여 사전설정된 압력을 가하고;
    용융 블렌드가 사전설정된 압력하에 제1 밀봉 구역을 통과하여 고내상 에멀젼 구역으로 들어가고;
    고내상 에멀젼 구역에서 물 및 임의로 1종 이상의 중화제를 용융 블렌드에 주입하고;
    고내상 에멀젼 구역에서 용융 블렌드 및 물을 임의로 중화제의 존재하에 유화시켜 고내상 에멀젼을 형성하고;
    고내상 에멀젼이 제2 밀봉 구역을 통과하여 희석 구역으로 들어간 다음;
    희석 구역에서 고내상 에멀젼을 추가의 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는
    것을 포함하는, 수성 분산액의 연속 제조 방법.
  5. 제3항의 방법에 의해 수득가능한, 1종 이상의 기재 중합체와 물의 수성 분산액.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 복수 개의 디스크가 각각 제1 압출기 스크루의 골밑 직경(root diameter)의 110% 내지 190%인 외경을 갖는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 복수 개의 채널 각각의 폭이 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)의 105% 내지 400%인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 혼련 블록의 30 밀리미터 길이마다 9개 이상의 디스크가 있는, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 혼련 블록의 60 밀리미터 길이마다 17개 이상의 디스크가 있는, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 혼련 블록의 80 밀리미터 길이마다 23개 이상의 디스크가 있는, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 디스크의 폭 (e)가 3 밀리미터 이하인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 디스크의 폭 (e)가 2.5 밀리미터 이하인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 채널의 폭이 3 밀리미터를 초과하는, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 복수 개의 디스크가 각각 중립 디스크인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 밀봉 세그먼트, 제2 밀봉 세그먼트 및 제3 밀봉 세그먼트가 각각 구속 링(restriction ring)을 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 고내상 에멀젼 구역에서 용융 블렌드, 물을 임의로 1종 이상의 중화제의 존재하에 유화시켜 고내상 에멀젼을 형성하는 것이 1개 이상의 제1 압출기 스크루 및 1개 이상의 제2 압출기 스크루를 갖는 압출기 스크루 시스템을 사용하는 것을 포함하며, 여기서 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루는 각각 복수 개의 채널을 한정하는 표면이 있는 복수 개의 디스크를 갖는 혼련 블록을 포함하는 고내상 에멀젼 세그먼트를 포함하고, 제1 압출기 스크루 및 제2 압출기 스크루가 서로에 대하여 회전할 때 제1 압출기 스크루의 복수 개의 디스크는 제2 스크루의 복수 개의 채널을 통과하고, 복수 개의 디스크는 각각 압출기 스크루 시스템이 작동하는 압출기 배럴의 공칭 내경의 2.0% 내지 8.5%인 각각의 디스크의 대향하는 실질적으로 평행한 주요 표면 사이의 폭 (e)를 가지며, 복수 개의 채널은 각각 압출기 배럴의 공칭 내경의 3.0% 내지 9.5%인 디스크 사이의 폭을 갖는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 용융물 밀봉부에서의 용융 블렌드의 사전설정된 압력이 제곱 인치 당 약 800 파운드인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 안정화제가 1종 이상의 비중합체 안정화제 또는 1종 이상의 극성 중합체 안정화제, 1종 이상의 비극성 중합체 안정화제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체 안정화제를 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 기재 중합체가 1종 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 고내상 에멀젼 구역에서 물 및 임의로 중화제를 용융 블렌드에 주입하는 것이 1종 이상의 기재 중합체의 중량을 기준으로 3 내지 50 중량%에 상당하는 질량의 물을 주입하는 것을 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  21. 제20항에 있어서, 상기 질량의 물을 주입하는 것이 상기 질량의 물을 고내상 에멀젼 구역으로 들어가는 한 주입 지점에서 제공하는 것을 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 용융 블렌드 및 고내상 에멀젼의 온도를 1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도보다 높은 온도로 유지하는 것을 추가로 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 분산액이 5 마이크로미터 미만의 평균 입도 직경을 갖는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는 것이 1종 이상의 기재 중합체 입자의 충전율(packing fraction)을 0.74의 값 미만으로 감소시키도록 물을 첨가하는 것을 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 분산액이 물 90 중량% 미만을 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 분산액이 수성 분산액의 총 중량을 기준으로 85 중량% 미만의 고체 함량을 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 희석 구역에서 고내상 에멀젼을 물로 희석하여 수성 분산액을 형성하는 것이 1종 이상의 기재 중합체 입자의 충전율을 0.74의 값 미만으로 감소시키도록 제1 희석수를 주입하고;
    1종 이상의 기재 중합체의 융점 온도보다 낮은 온도를 갖는 제2 희석수를 주입하는 것을 포함하는 것인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 희석 구역에서 수성 분산액을 110℃ 이하의 온도로 냉각시키는 것을 포함하는, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 희석 구역에서 수성 분산액을 제2 사전설정된 압력에서 유지하는 것을 포함하는, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  30. 제29항에 있어서, 희석 구역에서 수성 분산액의 제2 사전설정된 압력이 제곱 인치 당 약 600 내지 약 700 파운드인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 기재 중합체가 1종 이상의 폴리올레핀인, 압출기 스크루, 압출기 스크루 시스템, 압출기 시스템, 수성 분산액의 연속 제조 방법 또는 수성 분산액.
  32. 본원에 기재된 제3항에 따른 방법에 의해 수득가능한, 1종 이상의 기재 중합체와 물의 수성 분산액.
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