BRPI0900926A2 - processos de látex - Google Patents

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T. Chung Joo
Lai Zhen
Cheng Chieh-Min
L. Leonardo Joseph
Tong Yuhua
L. Lincoln Timothy
Kumar Samir
L. Demay Christine
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Abstract

PROCESSOS DE LáTEX. A presente invenção refere-se a processos para formar continu- amente emulsões de látex úteis na preparação de toners, que não exigem o uso de solventes.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOS DE LÁTEX".
Antecedentes
A presente invenção refere-se a processos para preparar emulsoes de látex e toners. Mais especificamente, são descritos processos contínuos para polimerização de um poliéster utilizando uma reação de policondensação e processos contínuos para emulsificação do poliéster.
Processos para formação de composições de toner para usocom dispositivos de impressão ou cópia eletrostatográficos, eletrofotográficos, ou xerográficos foram anteriormente divulgados. Por exemplo, são conhecidos métodos de preparo de um toner do tipo agregado em emulsão(emulsion aggregation (EA)) e toners podem ser formados por agregação deum colorante com um polímero de látex formado por polimerização em emulsão por processo em batelada ou semicontínuo. Por exemplo, Patente U.S N° 5.853.943, cuja divulgação está aqui incorporada por referência emsua totalidade, refere-se a um processo de polimerização em emulsão semicontínuo para preparar um látex formando primeiro um polímero-semente.Outros exemplos de processos de emulsão/agregação/coalescimento para preparo de toners são ilustrados nas Patentes U.S. Nos. 5.290.654, 5.278.020, 5.308.734, 5.370.963, 5.344.738, 5.403.693, 5.418.108, 5.364.729, 5.346.797, cujas divulgações estão aqui incorporadas por referência em sua totalidade. Outros processos são divulgados nas patentesU.S. Nos 5.348.832, 5.405.728, 5.366.841, 5.496 676, 5.527.658, 5.585.215,5.650.255, 5.650.256 e 5.501.935, cujas divulgações estão aqui incorporadas por referência em sua totalidade.
Como notado acima, polímeros de látex utilizados na formaçãode toners do tipo EA podem ser formados por polimerização em emulsão embatelada ou em processo semicontínuo. Processos em batelada para produção de resinas podem utilizar a polimerização por policondensação em massa em um reator de batelada em temperatura elevada. O tempo necessáriopara a reação de policondensação é longo devido à transferência de calor domaterial em massa, alta viscosidade, e limitações na transferência de massa. A resina resultante é, então, resfriada, triturada, e moída antes de serdissolvida em um solvente. A resina dissolvida é, então, submetida a umprocesso de inversão de fase onde a resina de poliéster é dispersa em umafase aquosa para preparar látices de poliéster. O solvente é, então, removido da fase aquosa por um método de destilação.
O uso de solventes neste processo pode causar preocupaçõesambientais. Por exemplo, se o nível de solvente não for baixo o bastante(<50 ppm), podem ser necessários extensos tratamento de água residual etratamento de solvente.
Além disso, onde um processo de batelada é utilizado, pelo fato do processo de batelada individual envolver o manuseio de grandes quantidades de material, cada processo leva muitas horas para se completar antesda mudança para o processo seguinte de formação do toner, isto é, agregação e/ou coalescência. Além disso, consistência de batelada para batelada é freqüentemente difícil de se alcançar por causa de variações que podemsurgir de uma batelada para outra.
Seria vantajoso prover um processo para a preparação de umaresina látex adequada para uso em um toner, que seja mais eficiente, levemenos tempo, resulte em um toner consistente e que seja favorável ao meio ambiente.
Sumário
A presente divulgação prove processos para produção de partículas de látex. Em concretizações, um processo para a presente divulgaçãoinclui prover pelo menos uma resina de poliéster que possua pelo menos um grupo ácido em um vaso de reação, neutralizar o pelo menos um grupo ácido pelo contato da resina com uma base incluindo hidróxido de amônio, hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato desódio, hidróxido de lítio, carbonato de potássio, trietil amina, trietanolamina,piridina, derivados de piridina, difenilamina, derivados de difenilamina, poli(etileno amina), derivados de poli(etileno amina), e combinações dos mesmos, emulsificar a resina neutralizada pelo contato da mesma com pelo menos um tensoativo na ausência de um solvente de toner para prover umaemulsão de látex, contendo partículas de látex, e recuperar continuamenteas partículas de látex.
Em concretizações, um processo da presente divulgação podeincluir preparar pelo menos uma resina de poliéster que possua grupos áci-dos, pelo contato de pelo menos um diácido com pelo menos um diol, umaresina-semente opcional e um iniciador opcional em pelo menos uma extru-sora que roda em uma velocidade de cerca de 50 rpm a cerca de 1500 rpm,permitindo que o pelo menos um diácido com pelo menos um diol, resina-semente opcional e iniciador opcional sofram uma reação de policondensa-ção na pelo menos uma extrusora,
por em contato a pelo menos uma resina de poliéster com umabase em uma reação de neutralização para formar uma resina neutralizada;
emulsificar a resina neutralizada pelo contato da mesma compelo menos um tensoativo na ausência de um solvente de toner para proveruma emulsão de látex contendo partículas de látex; e
recuperar continuamente as partículas de látex da pelo menosuma extrusora.
Em outras concretizações, um processo da presente divulgaçãopode incluir preparar pelo menos uma resina de poliéster que possua gruposácidos, pelo contato de pelo menos um diácido com pelo menos um diol,monômero, uma resina-semente opcional e um iniciador opcional em umaextrusora, permitindo que o pelo menos um diácido com pelo menos um diol,resina-semente opcional e iniciador opcional sofram uma reação de policon-densação;
neutralizar a pelo menos uma resina de poliéster com uma basepara formar uma resina neutralizada;
emulsificar a resina neutralizada pelo contato da mesma compelo menos um tensoativo na ausência de um solvente de toner para proveruma emulsão de látex contendo partículas de látex;
recuperar continuamente as partículas de látex;
submeter as partículas de látex a ondas sonoras em uma fre-qüência de cerca de 15 kHz a cerca de 25 kHz por um período de tempo decerca de 5 segundos a cerca de 5 minutos para obter partículas de látex deum tamanho de cerca de 30 nm a cerca de 500 nm, e
por em contato as partículas de látex com um colorante e umacera opcional para formar partículas de toner.
Breve Descrição dos Desenhos
Várias concretizações da presente divulgação serão descritosaqui abaixo com referência às figuras em que:
A figura 1 mostra esquematicamente um aparelho adequado para uso em conexão com um processo de polimerização em emulsão contínuo de acordo com concretizações da presente divulgação;
A figura 2 é um gráfico que representa tamanhos de partícula deresinas produzidas de acordo com a presente divulgação;
A figura 3 é um gráfico que representa tamanhos de partícula deresinas produzidas de acordo com a presente divulgação;
A figura 4 é um gráfico que representa tamanhos de partícula deresinas produzidas de acordo com a presente divulgação;
A figura 5 é um gráfico que representa tamanhos de partícula deresinas produzidas de acordo com a presente divulgação;
A figura 6 é um gráfico que representa tamanhos de partícula de resinas produzidas de acordo com a presente divulgação que foram submetidas a um tratamento de sonificação; e
A figura 7 representa a energia necessária para sonificação parareduzir os tamanhos de partícula de resinas produzidas de acordo com apresente divulgação.
Descrição Detalhada de Concretizações
A presente divulgação prove processos para produção de resinas adequadas para uso na formação de composições de toner. Os processos são contínuos e isentos de solvente. Em concretizações, agentes deneutralização podem ser utilizados no processo para acelerar emulsificação do poliéster que é produzido a partir de polimerização por condensação contínua, que pode, então, ser utilizado para formar uma emulsão de poliéster.A resina resultante, em concretizações, pode ser adequada para formar to-ner.
Processos para fabricação de composições de toner de acordocom a presente divulgação incluem um processo de polimerização em emul-são contínuo (esquematicamente ilustrado na figura 1) para prover uma e-mulsão de látex em um processo contínuo, que pode, então, ser utilizadapara produzir um toner. O processo pode ocorrer sem o uso de um solvente.
Pelo menos uma extrusora de rosca pode ser utilizada para for-mar o látex. "Pelo menos uma" pode se referir em concretizações, por e-xemplo, de cerca de 1 a cerca de 10, em concretizações de cerca de 2 acerca de 10, em concretizações de cerca de 2 a cerca de 6. Em alguns con-cretizações, como indicado na figura 1, duas extrusoras de rosca podem serutilizadas para produzir um látex.
Em concretizações, o processo pode incluir três diferentes está-gios: policondensação, neutralização e emulsificação. Em outras concretiza-ções, onde um poliéster pré-fabricado é utilizado, a etapa de policondensa-ção pode ser omitida e o processo pode incluir neutralização e emulsifica-ção.
Policondensação
Em concretizações, o processo da presente divulgação pode uti-lizar pelo menos uma extrusora de rosca para produzir uma emulsão de lá-tex em um processo contínuo. Um diagrama esquemático de um sistemaque utiliza uma extrusora de rosca para formar a emulsão de látex é mostra-do na figura 1. Esse sistema pode ser usado para a produção de qualquerlátex de polímero, incluindo um látex homogêneo ou um látex que possuipartículas poliméricas estruturadas.
Em concretizações, o sistema da figura 1 pode ser utilizado paraproduzir uma emulsão de látex por meio de uma reação de policondensaçãoem massa contínua, seguida por emulsificação da resina de poliéster prepa-rada em uma fase aquosa sem utilização de qualquer solvente.
Considerando a figura 1, reagentes líquidos preaquecidos ouuma mistura de reagentes podem ser alimentados a uma extrusora de rosca10 através de uma ou várias portas de suprimenrto 12 para permitir que rea-gentes reativos e substratos sejam misturados. Os reagentes introduzidosatravés da porta de suprimento 12 incluem qualquer monômero, ácido, diol,tensoativo, iniciador, resina-semente, agente de transferência de cadeia,reticulador, e similares, úteis na formação do látex desejado. Em concretizações a reação pode ocorrer sob um gás inerte como nitrogênio, que pode serintroduzido em uma extrusora de rosca 10 através da porta de acesso 14 epode deixar a extrusora de rosca 10 através da porta de saída 16. Um condensador 18 pode também ser anexado à extrusora de rosca 10 para remover vapor d'água e nitrogênio que está fluindo contracorrente aos reagentes.
Como pode ser visto na figura. 1, a extrusora 10 pode também incluir umcilindro de extrusora 20, uma rosca 30, um canal de extrusora de rosca 32,uma porta de saída de poliéster 35, e componentes opcionais (nãomostrados) incluindo sistemas de aquecimento/resfriamento, termopares, eoutras portas de suprimento de material. A rosca 30 é acionada pelo eixo 31 que é conectado a um motor de acionamento (não-mostrado) de uma maneira convencional que permite rotação da rosca 30 em velocidades de cercade 50 rotações por minuto ("rpm") a cerca de 1500 rpm, em concretizaçõesde cerca de 250 rpm a cerca de 1000 rpm.
Os reagentes líquidos, opcionalmente preaquecidos a uma temperatura de cerca de 80 a cerca de 140, em concretizações de cerca de 90 acerca de 120, podem ser usados para formar o látex, e podem ser alimentados à extrusora 10 através de uma ou várias correntes de alimentação e então misturadas na extrusora. A rotação da rosca 30 facilita a mistura dos reagentes para o estágio de policondensação e o transporte dos materiais através da extrusora de rosca 10. A reação pode ocorrer em uma temperaturaadequada de cerca de mais de 200°C, em concretizações de cerca de200°C a cerca de 360°C, em concretizações de cerca de 210°C a cerca de325°C, em outras concretizações de cerca de 225°C a cerca de 275°C. Otempo de residência desejado dos reagentes pode ser obtido através do projeto e operação da extrusora, incluindo a taxa de alimentação de líquido e avelocidade da rosca. Em concretizações, os reagentes podem permanecerna extrusora de rosca 10 durante a reação de policondensação por um perí-odo de tempo de cerca de 1 minuto a cerca de 100 minutos, em concretiza-ções de cerca de 5 minutos a cerca de 30 minutos.
Os reagentes líquidos podem incluir poliésteres pré-formadosou, em concretizações, reagentes utilizados para formar o poliéster em si,por exemplo, qualquer ácido, álcool, diácido, dióis, e similares úteis na for-mação do poliéster desejado. Assim, quando o éster, é, ele próprio, formadona extrusora de rosca 10, o estágio de reação de policondensação pode serdividido em duas subetapas: esterificação e policondensação. Nesse caso,na etapa de esterificação, reagentes podem ser introduzidos na extrusora derosca 10 onde sofrem esterificação na porção da extrusora de rosca 10 maispróxima à porta de suprimento 12, com a policondensação ocorrendo maisperto da extremidade da extrusora de rosca 10 próxima à porta de saída daresina 35.
A velocidade de policondensação pode ser controlada, em par-te, pelo controle da velocidade de remoção de vapor d'água do fundido, quepode resultar em um aumento na velocidade de policondensação. Se dese-jado, um ligeiro vácuo pode ser aplicado ao sistema, que, em concretiza-ções, pode aumentar a velocidade da reação de policondensação.
Como notado acima, em alguns concretizações gás nitrogêniopode fluir para um sistema de reação para evitar oxidação e outras reaçõessecundárias.
O final da reação de policondensação pode ser determinado pe-lo peso molecular desejado, que se correlaciona à viscosidade de fundido ouvalor ácido do material. O peso molecular e distribuição de peso molecular(molecular weight distribution (MWD)) podem ser medidos por cromatografiade permeação com gel (Gel Permeation Chromatography (GPC)). O pesomolecular pode ser de cerca de 3.000 g/mol a cerca de 150.000 g/mol, emconcretizações de cerca de 8.000 g/mol a cerca de 100.000 g/mol, em con-cretizações de cerca de 10.000 g/mol a cerca de 90.000 g/mol.
Como notado acima, estes parâmetros podem ser consistente-mente obtidos por ajuste da taxa de policondensação por controle da tempe-ratura e remoção de água durante o processo.Resinas
Qualquer monômero adequado para preparo de um látex podeser usado nos presentes processos. Monômeros adequados úteis na forma-ção do látex, e, portanto, as partículas de látex resultantes na resina látexincluem, mas não se limitam a, estirenos, acrilatos, metacrilatos, butadienos,isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos, acrilonitrilas, misturas dosmesmos, e similares. Qualquer monômero empregado pode ser selecionadodependendo do polímero de látex particular a ser utilizado. Em concretiza-ções, a resina-semente, que inclui a resina látex a ser produzida, pode serintroduzida com monômeros adicionais, para formar a resina látex desejadadurante a policondensação.
Em concretizações, a resina látex pode incluir pelo menos umpolímero. Em concretizações, "pelo menos um" é de cerca de um a cerca devinte e, em concretizações, de cerca de três a cerca de dez. Em concretiza-ções, o polímero utilizado para formar o látex pode ser uma resina de poliés-ter, incluindo as resinas descritas nas patentes U.S. Nos 6.593.049 e6.756.176, cujas divulgações estão aqui incorporadas por referência em suatotalidade. Os toners podem também incluir uma mistura de uma resina depoliéster amorfa e uma resina de poliéster cristalina descrita na Patente U.S.N° 6.830.860, cuja divulgação está aqui incorporada por referência em suatotalidade.
Em concretizações, como descrito acima, a resina pode ser umaresina de poliéster formada pelo processo de policondensação de reagir umdiol com um diácido na presença de um catalisador opcional. Para formarum poliéster cristalino, dióis orgânicos adequados incluem dióis alifáticoscom de cerca de 2 a cerca de 36 átomos de carbono, como 1,2-etanodiol,1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,7-hepta-nodiol, 1,8-octanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,10-decanodiol, 1,12-dodecanodiol esimilares; dióis sulfo-alifáticos alcalinos como 2-sulfo-1,2-etanodiol de sódio,2-sulfo-1,2-etanodiol de lítio, 2-sulfo-1,2-etanodiol de potássio, 2-sulfo-1,3-propanodiol de sódio, 2-sulfo-1,3-propanodiol de lítio, 2-sulfo-1,3-propanodiolde potássio, mistura dos mesmos, e similares. O diol alifático pode ser, porexemplo, selecionado em um montante de cerca de 40 a cerca de 60 porcento em mol da resina, e o diol sulfo-alifático de álcali pode ser selecionadoem um montante de cerca de 1 a cerca de 10 por cento em mol da resina.
Exemplos de diácidos ou diésteres orgânicos selecionados paraa preparação das resinas cristalinas incluem ácido oxálico, ácido succínico,ácido glutárico, ácido adípico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico,ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido naftaleno-2,6-dicar-boxílico, ácido naftaleno-2,7-dicarboxílico, ácido ciclo-hexano dicarboxílico,ácido malônico e ácido mesacônico, um diéster ou anidrido dos mesmos; eum diácido sulfo-orgânico de álcali, como sal de sódio, lítio ou potássio dedimetila-5-sulfo-isoftalato, anidrido dialquil-5-sulfo-isoftalato-4-sulfo-1,8-naftá-lico, ácido 4-sulfo-ftálico, dimetila-4-sulfo-ftalato, dialquil-4-sulfo-ftalato, 4-sulfofenil-3,5-dicarbometoxibenzeno, 6-sulfo-2-naftil-3,5-dicarbometoxiben-zeno, ácido sulfo-tereftálico, dimetila-sulfo-tereftalato, ácido 5-sulfo-isoftálico,dialquil-sulfo-tereftalato, sulfoetanodiol, 2-sulfopropanodiol, 2-sulfobutano-diol, 3-sulfopentanodiol, 2-sulfo-hexanodiol, 3-sulfo-2-metilapentanodiol, 2-sulfo-3,3-dimetilapentanodiol, ácido sulfo-p-hidroxibenzóico, N,N-bis(2-hidro-xietil)-2-amino etano sulfonato, ou misturas dos mesmos. O diácido orgânicopode ser selecionado em um montante de, por exemplo, cerca de 40 a cercade 60 por cento em mol da resina, e o diácido sulfo-alifático de álcali podeser selecionado em um montante de cerca de 1 a cerca de 10 por cento emmol da resina.
Exemplos de resinas cristalinas incluem poliésteres, poliamidas,poliimidas, poliolefinas, polietileno, polibutileno, poli-isobutirato, copolímerosde etileno-propil-eno, copolímeros de etileno-acetato de vinila, polipropil-eno,misturas dos mesmos, e similares. Resinas cristalinas específicas podem serbaseadas em poliéster, como poli(etileno-adipato), poli(propil-eno-adipato),poli(butileno-adipato), poli(pentileno-adipato), poli(hexileno-adipa-to), po-li(octileno-adipato), poli(etileno-succinato), poli(propil-eno-succinato), po-li(butileno-succinato), poli(pentileno-succinato), poli(hexileno-succinato), po-li(octileno-succinato), poli(etileno-sebacato), poli(propil-eno-sebacato), po-li(butileno-sebacato), poli(pentileno-sebacato), poli(hexileno-sebacato), po-li(octileno-sebacato), álcali copoli(5-sulfoisoftaloil)-copoli(etileno-adipato),álcali copoli(5-sulfoisoftaloil)-copoli(propil-eno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(butileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(pen-tileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(hexileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(octileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftalo-il)-copoli(etileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli (propil-eno-a-dipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(butileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(pentileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(hexileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(octileno-adipa-to), álcali copoli(5-sulfoisoftaloil)-copoli(etileno-succinato), álcali copoli(5-sul-foi-softaloil)-copoli(propil-eno-succinato), álcali copoli(5-sulfoisoftaloil)-copoli(butilenos-succinato), álcali copoli(5-sulfoisoftaloil)-copoli(pentileno-succinato),álcali copoli(5-sulfoisoftaloil)-copoli(hexileno-succinato), álcali copoli(5-sulfoi-softaloil)-copoli(octileno-succinato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(etile- no-sebacato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(propil-eno-sebacato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(butileno-sebacato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(pentileno-sebacato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(hexileno-sebacato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(octileno-sebacato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(etileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isof- taloil)-copoli(propil-eno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(butileno-adipato), álcali copoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(pentileno-adipato), álcalicopoli(5-sulfo-isoftaloil)-copoli(hexileno-adipato), polt(octileno-adipato), emque álcali é um metal como sódio, lítio ou potássio.
Exemplos de poliamidas incluem poli(etileno-adipamida), poli(propil-eno-adipamida), poli(butilenos-adipamida), poli(pentileno-adipamida), poli(hexileno-adipamida), poli(octileno-adipamida), poli(etileno-succinamida), e poli(propil-eno-sebecamida). Exemplos de poliimidas incluem poli(etileno-adipimida), poli(propil-eno-adipimida), poli(butileno-adipimida), poli(pentileno-adipimida), poli(hexileno-adipimida), poli(octileno-adipimida), poli(etileno-succinimida), poli(propil-eno-succinimida), e poli(butileno-succinimi-da).
A resina cristalina pode estar presente, por exemplo, em ummontante de cerca de 5 a cerca de 30 por cento em peso dos componentesdo toner, em concretizações de cerca de 15 a cerca de 25 por cento em pe-so dos componentes do toner. A resina cristalina pode possuir vários pontosde fusão, por exemplo, de cerca de 30°C a cerca de 120°C, em concretiza-ções de cerca de 50°C a cerca de 90°C. A resina cristalina pode ter um pesomolecular médio numérico (Mn), medido por cromatografia de permeaçãocom gel (GPC) de, por exemplo, cerca de 1.000 a cerca de 50.000, em con-cretizações de cerca de 2 000 a cerca de 25.000, e um peso molecular mé-dio peso (Mw) de, por exemplo, cerca de 2 000 a cerca de 100.000, em con-cretizações de cerca de 3.000 a cerca de 80.000, determinado por cromato-grafia de permeação com gel usando padrões de poliestireno. A distribuiçãode peso molecular (Mw/Mn) da resina cristalina pode ser, por exemplo, decerca de 2 a cerca de 6, em concretizações de cerca de 2 a cerca de 4.
Exemplos de diácidos ou diésteres selecionados para a prepa-ração de poliésteres amorfos incluem ácidos dicarboxílicos ou diésteres co-mo ácido tereftálico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido fumárico, ácido ma-léico, ácido succínico, ácido itacônico, ácido succínico, anidrido succínico,ácido dodecilsuccínico, anidrido dodecilsuccínico, ácido glutárico, anidridoglutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azeláico, do-decanodiácido, tereftalato de dimetilaa, tereftalato de dietila, dimetilaisoftala-to, dietilisoftalato, dimetilaftalato, anidrido ftálico, dietilftalato, dimetilasuccina-to, dimetilafumarato, dimetilamaleato, dimetilaglutarato, dimetilaadipato, do-decilsuccinato de dimetilaa, e combinações dos mesmos. O diácido ou diés-ter orgânico pode ser selecionado, por exemplo, de cerca de 40 a cerca de60 por cento em mol da resina.
Exemplos de dióis utilizados na geração do poliéster amorfo in-cluem 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,2-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, pentanodiol, hexanodiol, 2,2-dimetilapropanodiol, 2,2,3-trimetil-hexanodiol, heptanodiol, dodecanodiol, bis(hidroxietil)-bisfenol A, bis(2-hidroxipropil-)-bisfenol A, 1,4-ciclo-hexanodimetanol, 1,3-ciclo-hexanodime-tanol, xilenodimetanol, ciclo-hexanodiol, dietileno glicol, oxido de bis(2-hidroxietila), dipropil-eno glicol, dibutileno, e combinações dos mesmos. Omontante de diol orgânico selecionado pode variar, e pode ser, por exemplo,de cerca de 40 a cerca de 60 por cento em mol da resina.
Catalisadores de policondensação que podem ser utilizados pa-ra poliésteres cristalinos ou amorfos incluem titanatos de tetra-alquila, óxidosde dialquilestanho como oxido de dibutilaestanho, tetra-alquilestanhos comodilaurato de dibutilaestanho, hidróxidos de oxido de dialquilestanho comohidróxido de oxido de butilaestanho, alcóxidos de alumínio, alquil zinco, dial-quil zinco, oxido de zinco, oxido estanoso, ou combinações dos mesmos.Esses catalisadores podem ser utilizados em montantes de, por exemplo,cerca de 0,01 por cento em mol a cerca de 5 por cento em mol com base nodiácido ou diéster de partida usado para gerar a resina de poliéster.
Exemplos de resinas amorfas que podem ser utilizadas incluemresinas poli(estireno-acrilato), reticuladas, por exemplo, em cerca de 25 porcento a cerca de 70 por cento, resinas poli(estireno-acrilato), resinas po-li(estireno-metacrilato), resinas poli(estireno-metacrilato) reticuladas, resinaspoli(estireno-butadieno), resinas poli(estireno-butadieno) reticuladas, resinasde álcali poliéster sulfonado, resinas de álcali poliéster sulfonado ramificado,resinas de álcali poli-imida sulfonada, resinas de álcali poli-imida sulfonadaramificada, resinas de álcali poli(estireno-acrilato) sulfonado, resinas de álca-li poli(estireno-acrilato) sulfonado reticulado, resinas poli(estireno-meta-crilato), resinas de álcali poli(estireno-metacrilato) sulfonado reticulado, resi-nas de álcali poli(estireno-butadieno) sulfonado, e resinas de álcali po-li(estireno-butadieno) sulfonado reticulado. Resinas de álcali poliéster sulfo-nado pode ser útil em concretizações, como sais metálicos ou alcalinos decopoli(etileno-tereftalato)-copoli(etileno-5-sulfo-isoftalato), copoli(propil-eno-tereftalato)-copoli(propil-eno-5-sulfo-isoftalato), copoli(dietileno-tereftalato)-copoli(dietileno-5-sulfo-isoftalato), copoli(propil-eno-dietileno-tereftalato)-co-poli(propil-eno-dietileno-5-sulfoisoftalato), copoli(propil-eno-butileno-tereftala-to)-copoli(propil-eno-butileno-5-sulfo-isoftalato), copoli(bisfenol-A-fumaratopropoxilado)-copoli(bisfenol A-5-sulfo-isoftalato propoxilado), copoli(bisfenol-A-fumarato etoxilado)-copoli(bisfenol-A-5-sulfo-isoftalato etoxilado), e copo-li(bisfenol-A-maleato etoxilado)-copoli(bisfenol-A-5-sulfo-isoftalato etoxilado),e onde o metal alcalino é, por exemplo, um íon sódio, lítio ou potássio.
Outros exemplos de resinas ou polímeros de látex adequadosque podem ser produzidos incluem, mas não se limitam a, poli(estireno-butadieno), poli(metilaestireno-butadieno), poli(metacrilato de metil-butadieno), poli(metacrilato de etil-butadieno), poli(metacrilato de propil-butadieno), poli(metacrilato de butil-butadieno), poli(acrilato de metil-butadieno), poli(acrilato de etil-butadieno), poli(acrilato de propil-butadieno),poli(acrilato de butil-butadieno), poli(estireno-isopreno), poli(metilaestireno-isopreno), poli(metacrilato de metil-isopreno), poli(metacrilato de etil-isopreno), poli(metacrilato de propil-isopreno), poli(metacrilato de butil-isopreno), poli(acrilato de metil-isopreno), poli(acrilato de etil-isopreno), po-li(acrilato de propil-isopreno), poli(acrilato de butil-isopreno); poli(estireno-acrilato de propil-), poli(estireno- acrilato de butila), poli(estireno-butadieno-ácido acrílico), poli(estireno-butadieno-ácido metacrílico), poli(estireno-butadieno-acrilonitrila-ácido acrílico), poli(estireno- acrilato de butil-ácido a-crílico), poli(estireno- acrilato de butil-ácido metacrílico), poli(estireno-acrilatode butii-acrilonitrila), e poli(estireno-acrilato de butil-acrilonitrila-ácido acríli-co), e combinações dos mesmos. O polímero pode ser copolímeros em blo-co, aleatórios ou alternados.
Além disso, resinas de poliéster obtidas da reação de bisfenol Acom oxido de propil-eno ou carbonato de propil-eno, e em particular incluin-do esses poliésteres seguidos por uma reação do produto resultante comácido fumárico (como divulgado na Patente U.S. N° 5.227.460, cuja divulga-ção é aqui incorporada por referência em sua totalidade), e resinas de poli-éster ramificadas resultantes da reação de dimetilatereftalato com 1,3-butanodiol, 1,2-propanodiol, e pentaeritritol podem também ser usadas.
Em concretizações, uma resina de poliéster amorfa, por exem-plo um poliéster bisfenol A fumarato polipropoxilado, pode ser preparada noprocesso contínuo da presente divulgação e, então, utilizada para formaruma composição de toner. Exemplos de um poli(bisfenol A cofumarato pro-poxilado) adequado incluem aqueles divulgados na Patente U.S. N°6.063.827, cuja divulgação está aqui incorporada por referência em sua tota-lidade. Bisfenol A, oxido de propil-eno ou carbonato de propil-eno e ácidofumárico podem ser utilizados como componentes monoméricos do proces-so da presente divulgação enquanto um bisfenol A fumarato propoxilado po-de ser utilizado como resina-semente para facilitar a formação do látex. Umaresina bisfenol A fumarato linear propoxilada que pode ser usada como resi-na-semente é disponível com o nome comercial SPARII da Resana S/A In-dústrias Químicas, São Paulo Brasil. Outras resinas bisfenol A fumarato pro-poxiladas que são comercialmente disponíveis incluem GTUF e FPESL-2 daKao Corporation, Japão, e EM181635 da Reichhold, Research Triangle Park,North Carolina e similares.
Além disso, onde a etapa de policondensação descrita acimanão é necessária, qualquer poliéster pré-fabricado pode ser submetido àsetapas restantes, isto é, neutralização e emulsificação, para produzir umaresina usando o processo de contínuo de emulsificação isenta de solventeda presente divulgação. Tais poliésteres incluem, por exemplo, quaisquerdos poliésteres ou outras resinas descritos acima, incluindo poliésteres a-morfos e/ou semicristalinos, como poli(bisfenol A cofumaratos propoxilados)como descrito acima e poliésteres cristalinos como poliéster cristalino A3C(uma mistura proprietária de 1,4-butanodiol, ácido fumárico, e ácido adípicodisponível da Kao Corporation (Japão)).
Exemplos de iniciadores que podem ser adicionados no preparodo látex incluem iniciadores solúveis em água, como persulfatos de amônioe potássio, e iniciadores orgânicos solúveis incluindo peróxidos e hidroperó-xidos incluindo peróxidos Vazo, como VAZO 64®, 2-metila 2-2'-azobis pro-panonitrila, VAZO 88®, e 2-2'- azobis isobutiramida desidratada e misturasdos mesmos. Em concretizações, agentes de transferência de cadeia podemser utilizados, incluindo dodecano tiol, octano tiol, tetrabrometo de carbono,misturas dos mesmos e similares. O montante de iniciador pode ser de cercade 0,1 a cerca de 8 por cento em peso da composição em emulsão final, emconcretizações de cerca de 2 a cerca de 6 por cento em peso da composi-ção em emulsão final.
Após policondensação, o poliéster resultante pode ter grupos á-cidos na porção terminal da resina. Grupos ácidos que podem estar presen-tes incluem ácidos carboxílicos, anidridos carboxílicos, sais de ácidos carbo-xílicos, combinações dos mesmos, e similares. O número de grupos de áci-do carboxílico pode ser controlado com o ajuste dos materiais de partida econdições de reação para obter uma resina que possua excelentes caracte-rísticas de emulsão e um toner resultante que seja ambientalmente durável.
Após o processo de policondensação acima ter terminado, osmateriais podem ser resfriados a uma temperatura de cerca de 90°C a cercade 105°C, em concretizações de cerca de 94°C a cerca de 100°C, em con-cretizações de cerca de 96°C, e transferidos para o próximo estágio.Neutralização e Emulsificação
Uma vez que a policondensação esteja completa, os materiaisdo processo continuam a passar pela extrusora de rosca para neutralizaçãoe emulsificação. Embora a figura. 1 represente o poliéster oriundo da reaçãode policondensação sendo transferido para uma extrusora de rosca paraneutralização e emulsificação, em concretizações um poliéster pré-fabricadopode ser obtido e introduzido na extrusora de rosca para neutralização eemulsificação. Assim, quando é utilizado um poliéster pré-fabricado, a por-ção de policondensação acima do processo da presente divulgação pode seromitida.
Qualquer resina pré-fabricada como um poliéster em uma faseaquosa pode ser submetida aos processos restantes da presente divulga-ção. Em concretizações, os processos restantes da presente divulgação po-dem incluir um processo de inversão de fases que não requer o uso de sol-vente. Exemplos desses processos incluem aqueles divulgados na Publica-ção de Pedidos de Patente N°02007/0141494, cuja divulgação é aqui incor-porada por referência em sua totalidade.
Em concretizações, o poliéster produzido pelo processo de poli-condensação descrito acima, ou um poliéster pré-fabricado como descritoacima, pode ser submetido à neutralização e emulsificação como se segue.Como indicado na figura. 1, em concretizações, um sistema adequado paraneutralização e emulsificação pode incluir extrusora de rosca 110, que pos-sui uma ou múltiplas portas de suprimento 112 para receber o produto depolicondensação da extrusora de rosca 10, ou, como notado acima, qualquerpoliéster pré-fabricado que tenha sido processado, em concretizações pormistura em fusão, neutralização, emulsificação e estabilização, combinaçõesdos mesmos, e similares, para obter partículas pequenas o bastante quepossam ser processadas de acordo com a presente divulgação para formarpartículas de toner. Em concretizações, a base pode ser introduzida na ex-trusora de rosca 110 pela bomba 113 através de uma porta de suprimento115 para neutralização durante o estágio de neutralização. Um estabilizante,em concretizações um estabilizante aquoso, pode ser introduzido na extru-sora de rosca 110 pela bomba 119 através da porta de suprimento 117 du-rante o estágio de emulsificação. Um condensador (não-mostrado) podetambém ser ligado à extrusora de rosca 10 para remover vapor d'água du-rante a polimerização por policondensação. Como pode ser visto na figura.1, a extrusora de rosca 110 pode também incluir um cilindro de extrusora120, uma rosca 130, um canal de extrusora de rosca 132, uma porta de saí-da de poliéster emulsificado 135, e componentes opcionais (não-mostrados)incluindo sistemas de aquecimento/resfriamento, termopares, e outras portasde suprimento de material. À rosca 130 é acionada pelo eixo 131 que é liga-do a um motor de acionamento (não-mostrado) de maneira convencionalque permite à rotação da rosca 130 a velocidade de cerca de 50 rpm a cercade 1500 rpm, em concretizações de cerca de 100 rpm a cerca de 1000 rpm.
Agente de Neutralização
Como notado acima, em concretizações, ácidos carboxílicospodem estar presentes na resina produzida no estágio de policondensaçãoou em qualquer polímero pré-fabricado, como resinas de poliéster amorfas ecristalinas. Esses grupos ácidos carboxílicos podem ser parcialmente neutra-lizados pela introdução de um agente de neutralização, em concretizaçõesuma solução de base, durante o estágio de neutralização. Bases adequadasque podem ser utilizadas para esta neutralização incluem, mas não se limi-tam a, hidróxido de amônio, hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, car-bonato de sódio, bicarbonato de sódio, hidróxido de lítio, carbonato de po-tássio, trietil amina, trietanolamina, piridina e seus derivados, difenilamina eseus derivados, poli(etileno amina) e seus derivados, combinações dosmesmos, e similares.
Após neutralização, a hidrofilicidade, e portanto a emulsibilidadeda resina, pode ser melhorada quando comparada com uma resina que nãosofreu esse processo de neutralização. O grau de neutralização pode sercontrolado, em concretizações, pela concentração da solução de base adi-cionada e a velocidade de alimentação da solução de base. Em concretiza-ções, a solução de base pode estar em uma concentração de cerca de 1 %em peso a cerca de 20% em peso, em concretizações de cerca de 2% empeso a cerca de 10% em peso, com a taxa de adição da solução de base naextrusora sendo de cerca de 10 gramas por minuto a cerca de 50 gramaspor minuto, em concretizações de cerca de 11,25 gramas por minuto a cercade 22,5 gramas por minuto. A resina fundida parcialmente neutralizada resul-tante pode estar em um pH de cerca de 8 a cerca de 13, em concretizaçõesde cerca de 11 a cerca de 12.
A resina fundida parcialmente neutralizada resultante pode en-tão prosseguir através da extrusora de rosca 110 para a zona de emulsifica-ção, onde um agente emulsificante preaquecido, em concretizações um es-tabilizante aquoso, pode ser adicionado a uma velocidade controlada. Comonotado acima, o processo da presente divulgação não exige o uso de sol-ventes, já que a resina neutralizada possui excelente emulsibilidade nos es-tabilizantes aqui descritos. Em concretizações, o estabilizante aquoso prea-quecido pode ser adicionado sob pressão com gás nitrogênio para reduzir otempo de ciclo do processo e minimizar qualquer cristalização de poliéster. Atemperatura em que se realiza a emulsificação deve ser pelo menos 20°Cmais alta que o ponto de fusão do poliéster, para permitir fluxo apropriado daresina através da extrusora e permitir emulsificação suficiente das partículas.Temperaturas adequadas para emulsificação dependerá da resina de poliés-ter utilizada, mas pode ser de cerca de 80°C a cerca de 180°C, em concreti-zações de cerca de 90°C a cerca de 110°C.Agentes EmulsificantesEstabilizantes adequados que podem ser adicionados neste es-tágio como agentes emulsificantes incluem qualquer tensoativo adequadopara uso na formação de uma resina látex. Tensoativos que podem ser utili-zados durante o estágio de emulsificação na preparação dos látices com osprocessos da presente divulgação incluem tensoativos aniônicos, catiônicos,e/ou não-iônicos. Tensoativos aniônicos que podem ser utilizados incluemsulfatos e sulfonatos, dodecilsulfato de sódio (SDS), dodecilbenzenossulfo-nato de sódio, dodecilnaftaleno sulfato de sódio, sulfatos e sulfonatos de di-alquil e benzenoalquila, ácidos como ácido abítico disponível da Aldrich,NEOGEN R®, NEOGEN SC® obtidos da Daiichi Kogyo Seiyaku, combina-ções dos mesmos, e similares. Outros tensoativos aniônicos adequados in-cluem, em concretizações, DOWFAX® 2A1, um alquildifenilóxido dissulfonatoda Dow Chemical Company, e/ou TAYCA POWER BN2060 da Tayca Corpo-ration (Japão), que são dodecil benzeno sulfonatos de sódio ramificados.
Combinações destes tensoativos e quaisquer dos tensoativos aniônicos an-teriores podem ser utilizados em concretizações.
Exemplos de tensoativos não-iônicos incluem, mas não se limi-tam a alcoóis, ácidos e éteres, por exemplo, álcool polivinílico, ácido poliacrí-lico, metalose, metila celulose, etil celulose, propil- celulose, hidroxil etil celu-lose, carbóxi metila celulose, polioxietileno cetil éter, polioxietileno lauril éter,polioxietileno octil éter, polioxietileno octilfenil éter, polioxietileno oleil éter,polioxietileno sorbitan monolaurato, polioxietileno estearil éter, polioxietilenononilfenil éter, dialquilfenóxi poli(etilenóxi) etanol, misturas dos mesmos, esimilares. Em concretizações comercialmente disponíveis, tensoativos daRhone-Poulenc como IGEPAL CA-210®, IGEPAL CA-520®, IGEPAL CA-720®, IGEPAL CO-890®, IGEPAL CO-720®, IGEPAL CO-290®, IGEPAL CA-210®, ANTAROX 890® e ANTAROX 897® podem ser selecionados.
Exemplos de tensoativos catiônicos incluem, mas não se limitama, amônios, por exemplo, cloreto de alquilbenzil dimetila amônio, cloreto dedialquil benzenoalquil amônio, cloreto de lauril trimetila amônio, cloreto dealquilbenzil metila amônio, brometo de alquil benzil dimetila amônio, cloretode benzalcônio, e brometos de C12, C15, C17 trimetila amônio, misturas dosmesmos, e similares. Outros tensoativos catiônicos incluem brometo de cetilpiridínio, sais halogeneto de polioxietilalquilaminas quaternizadas, cloreto dedodecilbenzil trietil amônio, e similares, e misturas dos mesmos. A escolhade tensoativos particulares ou combinações dos mesmos, bem como osmontantes de cada um a ser usado estão dentro da área de ação dos versa-dos na técnica.
O montante de tempo desejado para emulsificação pode ser ob-tido por modificação de aspectos do sistema da presente divulgação incluin-do o projeto da extrusora, a velocidade com que a rosca 130 gira, como des-crito acima, a temperatura dos cilindros como descrito acima, e a taxa dealimentação da resina na extrusora de rosca 110. A taxa de alimentação daresina na extrusora de rosca 110 pode ser de cerca de 0,45 kg por hora acerca de 32 kg/h, em concretizações de cerca de 2,3 kg/h a cerca de 4,5kg/h. Em concretizações, a resina pode permanecer na extrusora de rosca110 durante a neutralização e durante o estágio de emulsificação por umperíodo de tempo de cerca de 30 segundos a cerca de 90 segundos, emconcretizações de cerca de 40 segundos a cerca de 60 segundos.
O tamanho das partículas finais do poliéster assim produzido esua distribuição de tamanho podem ser controlados ajustando o grau deneutralização dos grupos carboxílicos, o montante de estabilizante adiciona-do, e o tempo de residência da resina no estágio de neutralização e emulsifi-cação. Na prática, resinas produzidas de acordo com a presente divulgaçãopodem ter um tamanho de partícula de cerca de 30 nm a cerca de 500 nm,em concretizações de cerca de 40 nm a cerca de 300 nm.
Para emulsificação contínua do poliéster, o tempo de residênciadurante os vários estágios do processo acima deve ser longo o bastante pa-ra assegurar que o polímero seja emulsificado e a suspensão seja estável.
A emulsão resultante pode deixar a extrusora de rosca 110 pormeio da porta de saída de poliéster 135. A emulsão pode ser submetida auma etapa opcional de homogeinização em outra extrusora de rosca ouqualquer dispositivo de mistura ou blendagem dentro da área de ação doversado na técnica, para homogeinização a uma temperatura de cerca de -10°C a cerca de 100°C, em concretizações de cerca de 80°C a cerca de95°C. Uma solução aquosa de estabilizante adicional pode ser adicionada àemulsão durante esta etapa opcional de homogeinização para estabilizar aspartículas de poliéster. O montante de estabilizante pode ser de cerca de 0,1a cerca de 10 por cento em peso da composição em emulsão final, em con-cretizações de cerca de 2 a cerca de 8 por cento em peso da composiçãoem emulsão final.
Embora a descrição acima descreva uma extrusora de roscamúltipla tendo duas extrusoras de rosca como indicado na figura.1, uma ex-trusora de rosca única com múltiplas zonas, incluindo uma zona de esterifi-cação, zona de policondensação, zona de neutralização e zona de emulsãopode ser utilizada. Ou, extrusoras de rosca múltiplas podem ser configura-das de modo que policondensação e esterificação opcional ocorram em umaextrusora, neutralização ocorra em uma extrusora separada, e emulsificaçãoocorra em uma extrusora separada. Outras etapas opcionais descritas aci-ma, incluindo homogeinização, podem ser realizadas na mesma extrusorade rosca ou em extrusoras separadas.
Após adição de um neutralizante e tensoativos durante a emulsi-ficação como descrito acima, as porções de neutralização e emulsificação doprocesso da presente divulgação podem se completar e uma resina látex serobtida como descrito acima.
Além disso, em concretizações, as partículas de poliéster pro-duzidas podem ser submetidas à sonificação para acelerar a formação departículas de um tamanho nanométrico desejado. Métodos para realizaçãodessa sonificação são do conhecimento dos versados na técnica e incluem,por exemplo, a aplicação de ultra-som, extrusão, combinações dos mesmos,e fontes similares de som para quebrar adicionalmente as partículas de poli-éster e reduzir os tamanhos de partícula. Em concretizações, ondas sonorasem uma freqüência de cerca de 15 kHz a cerca de 25 kHz, em concretiza-ções de cerca de 17 kHz a cerca de 22 kHz , podem ser aplicadas às partí-culas de resina por um período de tempo de cerca de 5 segundos a cerca de5 minutos, em concretizações de cerca de 30 segundos a cerca de 3,5 minu-tos para produzir partículas tendo o tamanho desejado.
Na prática, resinas produzidas de acordo com a presente divul-gação, opcionalmente em combinação com a etapa de sonificação descritaacima, podem ter um tamanho de partícula de cerca de 30 nm a cerca de500 nm, em concretizações de cerca de 50 nm a cerca de 400 nm.
Uma vez obtido, o látex da presente divulgação pode ser combi-nado com um colorante e outros ingredientes opcionais, para produzir umtoner por processos pertencentes à área dos versados na técnica. Por e-xemplo, em concretizações, a resina látex pode ser combinada com um colo-rante e cera opcional e outros ingredientes e submetida à agregação / coa-lescência / lavagem para produzir um toner.
Colorantes
Colorantes que podem ser utilizados em um toner da presentedivulgação incluem pigmentos, corantes, misturas de pigmentos e corantes,misturas de pigmentos, misturas de corantes, e similares. O colorante podeser, por exemplo, negro-de-fumo, ciano, amarelo, magenta, vermelho, ala-ranjado, marrom, verde, azul, violeta ou misturas dos mesmos.
Em concretizações em que o colorante é um pigmento, o pig-mento pode ser, por exemplo, negro-de-fumo, ftalocianinas, quinacridonasou tipo RHODAMINE B® , colorantes vermelho, verde, alaranjado, marrom,violeta, amarelo, fluorescente e similares.
O colorante pode estar presente no toner da divulgação em ummontante de cerca de 1 a cerca de 25 por cento em peso de toner, em con-cretizações em um montante de cerca de 2 a cerca de 15 por cento em pesodo toner.
Colorantes de exemplo incluem negro-de-fumo como magnetitasREGAL 330®; magnetitas Mobay incluindo MO8029®, MO8060®; magnetitasColumbian; MAPICO BLACKS® e magnetitas tratadas superficialmente;magnetitas Pfizer incluindo CB4799®, CB5300®, CB5600®, MCX6369®; mag-netitas da Bayer incluindo, BAYFERROX 8600®, 8610®; magnetitas da Nor-thern Pigments incluindo, NP-604®, NP-608®; magnetitas da Magnox incluin-do TMB-100®, ou TMB-104®, HELIOGEN BLUE L6900®, D6840®, D7080®,D7020®, PYLAM OIL BLUE®, PYLAM OIL YELLOW®, PIGMENT BLUE 1®disponível de Paul Uhlich and Company, Inc.; PIGMENT VIOLET 1®, PIG-MENT RED 48®, LEMON CHROME YELLOW DCC 1026®, E.D. TOLUIDINERED® e BON RED C® disponível da Dominion Color Corporation, Ltd., To-ronto, Ontario; NOVAPERM YELLOW FGL®, HOSTAPERM PINK E® da Ho-echst; e CINQUASIA MAGENTA® disponível da E.l. DuPont de Nemours andCompany. Outros colorantes incluem quinacridona 2,9-dimetilaa substituídae corante antraquinona identificado no Color Index (índice de Cores) comoCl 60710, Cl Dispersed Red 15, corante diazo identificado no Color Indexcomo Cl 26050, Cl Solvent Red 19, Cl 12466, também conhecido comoPigment Red 269, Cl 12516, também conhecido como Pigment Red 185,cobre tetra(octadecil sulfonamido) ftalocianina, pigmento x-cobre ftalocianinalistado no Color Index como Cl 74160, Cl Pigment Blue, Anthrathrene Blueidentifificado no Color Index como Cl 69810, Special Blue X-2137, amarelode diarilida 3,3-diclorobenzideno acetoacetanilidas, um pigmento monoazoidentificado no Color Index como Cl 12700, Cl Solvent Yellow 16, Cl PigmentYellow 74, uma nitrofenil amina sulfonamida identificada no Color Index co-mo Foron Yellow SE/GLN, Cl Dispersed Yellow 33, 2,5-dimetóxi-4-sulfonanilida fenilazo-4'-cloro-2,5-dimetóxi acetoacetanilida, Yellow 180 ePermanent Yellow FGL. Corantes orgânicos solúveis tendo alta pureza parafins de gama de cores que podem ser utilizados incluem Neopen Yellow 075,Neopen Yellow 159, Neopen Orange 252, Neopen Red 336, Neopen Red335, Neopen Red 366, Neopen Blue 808, Neopen Black X53, Neopen BlackX55, em que os corantes são selecionados em vários montantes adequados,por exemplo, de cerca de 0,5 a cerca de 20 por cento em peso, em concreti-zações, de cerca de 5 a cerca de 20 por cento em peso do toner.
Ceras
Dispersões de cera podem também ser adicionadas ao látex ecolorante para obtenção de toners da presente divulgação. Ceras adequa-das incluem, por exemplo, partículas de cera submícron na faixa de tama-nhos de cerca de 50 a cerca de 500 nanômetros, em concretizações de cer-ca de 100 a cerca de 400 nanômetros de diâmetro volumétrico médio, sus-pensas em uma fase aquosa com um tensoativo iônico, tensoativo não-iônico, ou misturas dos mesmos. O tensoativo iônico ou tensoativo não-iônico podem estar presentes em um montante de cerca de 0,5 a cerca de10 por cento em peso, e em concretizações de cerca de 1 a cerca de 5 porcento em peso da cera.
A dispersão de cera de acordo com concretizações da presentedivulgação inclui uma cera, por exemplo, uma cera vegetal natural, cera a-nimal natural, cera mineral e/ou cera sintética. Exemplos de ceras vegetaisnaturais incluem, por exemplo, cera carnaúba, cera candelila, cera do Japão,e cera de "bayberry". Exemplos de ceras animais naturais incluem, por e-xemplo, cera de abelha, cera púnica, lanolina, cera laca, e espermacete. Ce-ras minerais incluem, por exemplo, cera de parafina, cera microcristalina,cera montana, cera ozoquerita, cera de ceresina, cera de petrolato, e cerade petróleo. Ceras sintéticas da presente divulgação incluem, por exemplo,cera de Fischer-Tropsch, cera de acrilato, cera de amida de ácido graxo,cera de silicone, cera de politetrafluoroetileno, cera de polietileno, cera depolipropil-eno, e suas misturas.
Exemplos de ceras de polipropil-eno e polietileno incluem aque-las comercialmente disponíveis da Allied Chemical and Baker Petrolite, e-mulsões de cera disponíveis da Michelman Inc. e da Daniels Products Com-pany, EPOLENE N-15 comercialmente disponíveis da Eastman ChemicalProducts, Inc., Viscol 550-P, um polipropil-eno de baixo peso molecular mé-dio peso disponível da Sanyo Kasel K.K., e materiais similares. Em concreti-zações, ceras de polietileno comercialmente disponíveis possuem um pesomolecular (Mw) de cerca de 1.000 a cerca de 1.500, e em concretizações decerca de 1.250 a cerca de 1.400, enquanto as ceras de polipropil-eno co-mercialmente disponíveis possuem um peso molecular peso de cerca de4.000 a cerca de 5 000, e em concretizações de cerca de 4.250 a cerca de4.750.
Em concretizações, as ceras podem ser funcionalizadas. Exemplos de grupos adicionados para funcionalizar ceras incluem aminas, ami-das, imidas, ésteres, aminas quaternárias, e/ou ácidos carboxílicos. Em con-cretizações, as ceras funcionalizadas podem ser emulsões de polímero acrí-lico, por exemplo, Joncryl 74, 89, 130, 537, e 538, todos disponíveis daJohnson Diversey, Inc, ou polipropil-enos e polietilenos clorados comercial-mente disponíveis da Allied Chemical e Petrolite Corporation e Johnson Di-versey, Inc.
A cera pode estar presente em um montante de cerca de 1 acerca de 30 por cento em peso, e em concretizações de cerca de 2 a cercade 20 por cento em peso do toner.Processamento de Toner
A mistura de látex, colorante e cera opcional é subseqüente-mente coalescida. Coalescimento pode incluir agitação e aquecimento auma temperatura de cerca de 90°C a cerca de 99°C, por um período de cer-ca de 0,5 a cerca de 6 horas, e em concretizações de cerca de 2 a cerca de5 horas. Coalescimento pode ser acelerado por agitação adicional.
O pH da mistura é, então, reduzido a cerca de 3,5 a cerca de 6e em concretizações, a cerca de 3,7 a cerca de 5,5 com, por exemplo, umácido para coalescer os agregados de toner. Ácidos adequados incluem, porexemplo, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido cítrico ou ácidoacético. O montante de ácido adicionado pode ser de cerca de 4 a cerca de30 por cento em peso da mistura, e em concretizações de cerca de 5 a cercade 15 por cento em peso da mistura.
A mistura é resfriada, lavada e seca. Resfriamento pode ser emuma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 40°C, em concretizações decerca de 22°C a cerca de 30°C durante um período de tempo de cerca de 1hora a cerca de 8 horas, e em concretizações de cerca de 1,5 horas a cercade 5 horas.
Em concretizações, resfriar uma suspensão de toner coalescidainclui resfriar com a adição de um meio de resfriamento como, por exemplo,gelo, gelo seco e similares, para efetuar resfriamento rápido a uma tempera-tura de cerca de 20°C a cerca de 40°C, e em concretizações de cerca de22°C a cerca de 30°C. Resfriamento brusco pode ser possível para peque-nas quantidades de toner, como, por exemplo, menos de cerca de 2 litros,em concretizações de cerca de 0,1 litro a cerca de 1,5 litro. Para processosde maior escala, como, por exemplo, mais de cerca de 10 litros em tamanho,resfriamento rápido da mistura de toner não é possível nem prático, nempela introdução de um meio de resfriamento na mistura de toner mistura,nem pelo uso de um reator com camisa de resfriamento.
O toner coalescido pode, então, ser lavado. A lavagem pode serrealizada em um pH de cerca de 7 a cerca de 12, e em concretizações, a umpH de cerca de 9 a cerca de 11. A lavagem é realizada em uma temperaturade cerca de 45°C a cerca de 70°C, e em concretizações de cerca de 50°C acerca de 67°C. A lavagem pode incluir filtrar e retransformar em suspensãouma torta de filtragem incluindo partículas de toner em água deionizada. Atorta de filtragem pode ser lavada uma ou mais vezes por água deionizada,ou lavada por uma única lavagem com água deionizada em um pH de cercade 4 em que o pH da suspensão é ajustado com um ácido, seguindo-se op-cionalmente uma ou mais lavagens com água deionizada.
A suspensão lavada pode, então, ser seca. Secagem pode serrealizada em uma temperatura de cerca de 35°C a cerca de 75°C, e emconcretizações de cerca de 45°C a cerca de 60°C. A secagem pode conti-nuar até que o nível de umidade das partículas fique abaixo de um ajusteprojetado de cerca de 1% em peso, em concretizações de menos de cercade 0,7% em peso.Agentes de agregação
Em concretizações, agentes de agregação podem ser incluídosna formação de partículas de toner da presente divulgação. Qualquer agentede agregação capaz de causar complexação poderia ser usado na formaçãode toner da presente divulgação. Tanto sais de metais alcalino-terrososquanto sais de metais de transição podem ser utilizados como agentes deagregação. Em concretizações, sais de álcali (II) podem ser selecionado pa-ra agregar colóides de poliéster sulfonado de sódio com um colorante parapermitir a formação de um compósito de toner. Esses sais incluem, por e-xemplo, cloreto de berílio, brometo de berílio, iodeto de berílio, acetato deberílio, sulfato de berílio, cloreto de magnésio, brometo de magnésio, iodetode magnésio, acetato de magnésio, sulfato de magnésio, cloreto de cálcio,brometo de cálcio, iodeto de cálcio, acetato de cálcio, sulfato de cálcio, clore-to de estrôncio, brometo de estrôncio, iodeto de estrôncio, acetato de es-trôncio, sulfato de estrôncio, cloreto de bário, brometo de bário, iodeto debário, e opcionalmente misturas dos mesmos. Exemplos de sais ou ânionsde metal de transição que podem ser utilizados como agente de agregaçãoincluem acetatos de vanádio, nióbio, tântalo, cromo, molibdênio, tungstênio,manganês, ferro, rutênio, cobalto, níquel, cobre, zinco, cádmio ou prata; ace-toacetatos de vanádio, nióbio, tântalo, cromo, molibdênio, tungstênio, man-ganes, ferro, rutênio, cobalto, níquel, cobre, zinco, cádmio ou prata; sulfatosde vanádio, nióbio, tântalo, cromo, molibdênio, tungstênio, manganês, ferro,rutênio, cobalto, níquel, cobre, zinco, cádmio ou prata; e sais de alumíniocomo acetato de alumínio, halogenetos de alumínio como cloreto de polia-lumínio, misturas dos mesmos, e similares.
Coagulantes
Para auxiliar no processamento da composição de toner, umcoagulante iônico tendo uma polaridade oposta a qualquer tensoativo iônicodo látex (isto é, um coagulante contraiônico) pode opcionalmente ser usadona composição de toner. Á quantidade de coagulante está presente para,por exemplo, evitar/minimizar a aparência de finos na suspensão final. "Fi-nos" refere-se, em concretizações, por exemplo, a partículas de tamanhopequeno de menos de cerca de 6 mícrons em diâmetro volumétrico médio,em concretizações de cerca de 2 mícrons a cerca de 5 mícrons em diâmetrovolumétrico médio, finos esses que podem afetar adversamente o rendimen-to do toner. Coagulantes contraiônicos podem ser entidades orgânicas ouinorgânicas. Coagulantes de exemplo que podem ser incluídos no toner in-cluem halogenetos polimetálicos, sulfosilicatos polimetálicos, sais monova-lentes, divalentes ou multivalentes, opcionalmente em combinação com ten-soativos catiônicos, misturas dos mesmos, e similares. Coagulantes catiôni-cos inorgânicos incluem, por exemplo, cloreto de polialumínio (PAC), sulfosilicato de polialumínio (PASS), sulfato de alumínio, sulfato de zinco, ou sul-fato de magnésio. Por exemplo, em concretizações, o tensoativo iônico dadispersão de resina látex pode ser um tensoativo aniônico, e o coagulantecontraiônico pode ser um halogeneto polimetálico ou um sulfo silicato poli-metálico. Quando presente, o coagulante é usado em um montante de cercade 0,02 a cerca de 2 por cento em peso da composição total de toner, emconcretizações de cerca de 0,1 a cerca de 1,5 por cento em peso da compo-sição total de toner.Aditivos
O toner pode, também, incluir quaisquer aditivos de carga co-nhecidos em montantes de cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento em peso, eem concretizações de cerca de 0,5 a cerca de 7 por cento em peso do toner.Exemplos desses aditivos de carga incluem halogenetos de alquil piridínio,bissulfatos, os aditivos de carga das Patentes U.S. Nos 3.944.493, 4.007.293,4.079.014, 4.394.430 e 4.560.635, cujas divulgações estão aqui incorpora-das por referência em sua totalidade, aditivos de melhoria da carga negativacomo complexos de alumínio, e similares.
Aditivos tensoativos podem ser adicionados ao toner após lava-gem ou secagem. Exemplos desses aditivos tensoativos incluem, por exem-ple, sais metálicos, sais metálicos de ácidos graxos, sílicas coloidais, óxidosmetálicos, titanatos de estrôncio, misturas dos mesmos, e similares. Aditivostensoativos podem estar presentes em um montante de cerca de 0,1 a cercade 10 por cento em peso, e em concretizações de cerca de 0,5 a cerca de 7por cento em peso do toner. Exemplos desses aditivos incluem aqueles di-vulgados nas patentes U.S. Nos 3.590.000, 3.720.617, 3.655.374 e3.983.045, cujas divulgações estão aqui incorporadas por referência em suatotalidade. Outros aditivos incluem estearato de zinco e AEROSIL R972®disponível na Degussa. As sílicas revestidas das Patentes U.S. Nos6.190.815 e 6.004.714, cujas divulgações estão aqui incorporadas por refe-rência em sua totalidade, podem também estar presentes em um montantede cerca de 0,05 a cerca de 5 por cento, e em concretizações de cerca de0,1 a cerca de 2 por cento do toner, aditivos esses que podem ser adiciona-dos durante a agregação ou misturados no toner formado.UsosPartículas de toner produzidas utilizando um látex da presentedivulgação podem ter um tamanho de cerca de 1 mícron a cerca de 20 mí-crons, em concretizações de cerca de 2 mícrons a cerca de 15 mícrons, emconcretizações de cerca de 3 mícrons a cerca de 7 mícrons.
Toner de acordo com a presente divulgação pode ser usado emvários dispositivos de criação de imagens incluindo impressoras, copiadoras,e similares. Os toners gerados de acordo com a presente divulgação sãoexcelentes para processos de criação de imagens, especialmente processosxerográficos e são capazes de prover imagens coloridas de alta qualidadecom excelente resolução de imagens, razão de sinal para ruído aceitável, euniformidade de imagem. Além disso, toners da presente divulgação podemser selecionados para criação de imagens eletrofotográfico e processos deimpressão como sistemas e processos de criação de imagens digital.
Composições de revelador podem ser preparadas misturandoos toners obtidos com os processos aqui divulgados com partículas de veí-culo conhecido, incluindo veículos revestidos, como aço, ferritas, e similares.Tais veículos incluem os divulgados nas Patentes U.S. Nos 4.937.166 e4.935.326, cujas divulgações se encontram aqui incorporadas por referênciaem sua totalidade. Os veículos podem estar presentes em cerca de 2 porcento em peso do toner a cerca de 8 por cento em peso do toner, em con-cretizações de cerca de 4 por cento em peso a cerca de 6 por cento em pe-so do toner. As partículas de veículo podem também incluir um núcleo comum revestimento polimérico, como polimetilametacrilato (PMMA), tendo dis-perso no mesmo um componente condutor como negro-de-fumo condutor.
Revestimentos de veículo incluem resinas de silicone como metila silsesqui-oxanos, fluoropolímeros como fluoreto de polivinilideno, misturas de resinasnão muito próximas na série triboelétrica como fluoreto de polivinilideno eacrílico, resinas termofixas como acrílico, misturas dos mesmos e outroscomponentes conhecidos.
Métodos de criação de imagens são também previstos com ostoners aqui divulgados. Esses métodos incluem, por exemplo, algumas daspatentes mencionadas acima e Patentes U.S. Nos 4.265.990, 4.858.884,4.584.253 e 4.563.408, cujas divulgações estão aqui incorporadas por refe-rência em sua totalidade. O processo de criação de imagens inclui a geraçãode uma imagem em um aparelho de impressão eletrônica com reconheci-mento magnético de caracteres de imagem e, em seguida, revelação da i-magem com uma composição de toner da presente divulgação. A formaçãoe desenvolvimento de imagens na superfície de materiais fotocondutores pormeios eletrostáticos são bem conhecidos. O processo xerográfico básicoenvolve colocar uma carga eletrostatica em uma camada isolante fotocondu-tora, expor a camada a uma imagem de luz e sombra para dissipar a cargadas áreas da camada expostas à luz, e revelar a imagem eletrostatica laten-te resultante pelo depósito na imagem de um material eletroscópico finamen-te dividido, por exemplo, toner. O toner normalmente será atraído para aque-las áreas da camada que retêm uma carga, formando assim uma imagem detoner correspondente à imagem eletrostatica latente. Esta imagem de pópode, então, ser transferida para uma superfície suporte como papel. A ima-gem transferida pode subseqüentemente ser permanentemente afixada àsuperfície suporte por calor. Ao invés de formar a imagem latente carregan-do uniformemente a camada fotocondutora e, então, expondo a camada auma imagem de luz e sombra, pode-se formar a imagem latente carregandodiretamente a camada na configuração da imagem. Depois, a imagem de pópode ser fixada à camada fotocondutora, eliminando a transferência da ima-gem de pó. Outros meios de fixação adequados como tratamento com sol-vente ou sobre-revestimento podem substituir a etapa de fixação térmicaanterior.
Vantagens do processo contínuo da presente divulgação em re-lação a processos em batelada incluem: (1) ele não exige grandes quantida-des de materiais que são necessários em processos em batelada; (2) provecontrole muito melhor do processo (controle acurado de alimentação de ca-da material componente, melhor controle da temperatura de processo, cisa-lhamento, tempo de residência, e similares) e excelente consistência da qua-lidade de produto; (3) é mais eficiência em energia e favorável ao meio am-biente porque é isento de solvente; (4) pode reduzir dramaticamente o tempode produção; (5) pode melhorar a segurança do processo com a eliminaçãoda necessidade de manuseio de solventes e materiais (diferentemente deum processo em batelada); (6) reduz o estoque pelo fato de ser um processo"just in time"; (7) permite emulsificação de poliéster sem solvente in situ; (8)permite controle do tamanho e distribuição de tamanho de partícula da dis-persão; e (9) aumenta a produtividade e reduz os custos unitários de fabri-cação (UMC).
Além disso, o uso de agentes de neutralização descritos acima,que neutralizam os grupos carboxílicos das resinas de poliéster, pode serfeito em combinação com um tensoativo aniônico como descrito acima paraaumentar a emulsificação, e o uso de um tensoativo não-iônico pode resultarem uma emulsão com excelente estabilização sem a necessidade de solven-tes.
Os seguintes exemplos ilustram concretizações da presente di-vulgação. Os exemplos pretendem ser somente ilustrativos e não pretendemlimitar o escopo da presente divulgação. Partes e percentagens são em pesoa não ser que indicado o contrário. Neste contexto, "temperatura ambiente"refere-se a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 25°C.
Exemplos
Exemplo 1
Emulsão contínua isenta de solvente de poliéster amorfo linearfoi preparada usando uma extrusora como a indicada na figura 1.
Uma resina de poliéster fumarato de bisfenol-A propoxilada line-ar, GTUF (comercialmente disponível da Kao Corporation, Japão) foi alimen-tada na extrusora em uma taxa de 0,91 Kg/h (2 Ibs/hora), e uma solução a-quosa contendo água deionizada, bicarbonato de sódio, e um tensoativo al-quildifenilóxido dissulfonato (comercialmente disponível como DOWFAX®2A1 da Dow Chemical Company), foi bombeada para a extrusora separada-mente a uma taxa de cerca de 100 gramas/minuto a jusante da extrusora,que estava girando a cerca de 900 rpm, e em temperatura de cerca de 20°C.
A formulação é resumida na Tabela 1 abaixo:
Tabela 1<table>table see original document page 32</column></row><table>
Partículas emulsificadas foram coletadas no final da extrusora emedidas. O tamanho final de partícula da emulsão de poliéster após filtraçãoatravés de um saco de 5 mícrons foi medido por MicroTrac, e um resultadorepresentativo é mostrado na figura 2 e na Tabela 2 abaixo.
Tabela 2
<table>table see original document page 32</column></row><table>
mv = diâmetro médio de distribuição volumétrica
mn = diâmetro médio de distribuição numérica
ma = distribuição de área média
cs = área superficial específica calculada
sd = desvio-padrão
percentis = percentagem de partículas tendo um diâmetro volumétrico particular f
Exemplo 2
Emulsão contínua isenta de solvente de poliéster cristalino linearfoi preparada usando uma extrusora como a indicada na figura 1.
Um poliéster, um poliéster A3C cristalino (uma mistura proprietá-ria de 1,4-butanodiol, ácido fumárico, e ácido adípico disponível da Kao Cor-poration (Japão)), foi alimentado na extrusora em uma taxa de cerca de 1,8Kg/h (4 libras/hora), e uma solução aquosa contendo água deionizada, bi-carbonato de sódio e DOWFAX® 2A1 (um tensoativo aniônico alquildifeniló-xido dissulfonato da Dow Chemical Company) foi bombeada para a extruso-ra separadamente a uma taxa de cerca de 100 gramas/minuto a jusante daextrusora, que estava girando a cerca de 1100 rpm, e em temperatura decerca de 20°C. A formulação é resumida na Tabela 3 abaixo:Tabela 3
<table>table see original document page 33</column></row><table>
Partículas emulsificadas foram coletadas no final da extrusora e
medidas como descrito acima no Exemplo 1. O tamanho e as distribuiçõesde tamanho de partícula resultantes são mostrados na figura 3, com os da-dos resumidos também na Tabela 4 abaixo.Tabela 4
<table>table see original document page 33</column></row><table>
Uma resina de poliéster amorfa de alto peso molecular, que in-cluiu uma combinação de ácido 1,4-benzenodicarboxílico com ácido 1,3-di-hidro-1,3-dioxo-5-isobenzofurancarboxílico, 3-(dodecen-1 -i I )d i-h id ro-2,5-f u -randiona, a, a'-[(1-metilaetilideno)di-4,1-fenileno]bis[Q-hidroxipoli(óxi-1,2-eta-nodiil)], e a, a'-[(1-metilaetilideno)di-4,1-fenileno]bis[Q-hidroxipoli[óxi(metil-1,2-etanodiil)]], foi emulsificada em uma multiextrusora de rosca. A resina depoliéster 1 foi alimentada na extrusora a uma taxa de cerca de 2,7 Kg/h (6libras/hora) e um tensoativo tônico (comercialmente disponível da TaycaCorporation (Japão)), foi injetado, a jusante, a uma taxa de cerca de 166gramas/minuto, seguindo-se injeção de solução de NaOH a cerca de 10%em uma taxa de cerca de 66 gramas/minuto. A emulsão foi processada naextrusora a uma velocidade de rosca de cerca de 500 rpm e uma temperatu-ra de cilindro de cerca de 100°C.
Partículas em emulsão foram coletadas e o tamanho e distribui-ção de tamanho de partícula foram medidos como descrito acima no Exem-pio 1. As figura 4 e Tabela 5 abaixo mostram o tamanho de partícula e distri-buição de tamanho de partícula da resina de poliéster emulsificada.
Tabela 5:
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Exemplo 4
Um poliéster cristalino, um poli(dodecanoato de 1,9-nonila), foiemulsifiçado em uma multiextrusora de rosca. A resina de poliéster foi ali-mentada na extrusora a uma taxa de cerca de 2,7 Kg/h (6 libras/hora) e umtensoativo iônico foi injetado, a jusante, a uma taxa de cerca de 182 gra-mas/minuto, seguindo-se injeção de solução de NaOH a cerca de 10% emuma taxa de cerca de 67 gramas/minuto. A emulsão foi processada na ex-trusora a uma velocidade de rosca de cerca de 500 rpm e uma temperaturade cilindro de cerca de 100°C.
Partículas em emulsão foram coletadas e o tamanho e distribui-ção de tamanho de partícula foram medidos como descrito acima no Exem-plo 1. As figura 5 e Tabela 6 abaixo mostram o tamanho de partícula e distri-buição de tamanho de partícula da resina de poliéster emulsificada, sendoos resultados resumidos na Tabela 6 abaixo.
Tabela 6
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Exemplo 5
Cerca de 16 gramas de tensoativo aniônico (DOWFAX® 2A1, umdissulfonato de alquildifenilóxido da Dow Chemical Company a cerca de 47%em peso) foram combinados com cerca de 8 gramas de hidróxido de sódio ecerca de 400 gramas de uma resina amorfa poli(bisfenol A cofumarato pro-poxilado) tendo a seguinte fórmula:
<formula>formula see original document page 35</formula>
em que m é usado para ajustar a viscosidade de cerca de 140 acerca de 150 cPs, para formar uma mistura. A mistura foi alimentada emuma extrusora de dupla rosca (cerca de 15 mm em diâmetro) em uma taxade cerca de 320 gramas/hora. O material foi processado a uma temperaturade cilindro de cerca de 120°C em uma velocidade de rosca de cerca de 90rpm. O processo foi repetido 4 vezes e extrudado.
O material extrudado foi aquecido a 120°C com agitação mecâ-nica a uma velocidade de cerca de 6300 rpm. Cerca de 500 gramas de á-gua, cerca de 2 gramas de hidróxido de sódio, e cerca de 1 grama de DOW-FAX® 2A1 foram adicionados. A solução aquosa leitosa resultante foi resfria-da à temperatura ambiente de cerca de 20°C a cerca de 25°C e submetida aultrassom utilizando um processador ultrassônico industrial UIP1000 comer-cialmente disponível da Hielscher. As ondas sonoras utilizadas para estetratamento de sonificação estavam a uma freqüência de cerca de 15 kHz acerca de 25 kHz . A emulsão resultante possuía partículas de resina de umtamanho de cerca de 30 nm a cerca de 500 nm determinado usando um Mi-croTrac, com o tamanho e distribuições de partículas resultantes mostradosna figura 6, com os dados também resumidos na Tabela 7 abaixo.
Tabela 7
<table>table see original document page 35</column></row><table>
Energia mecânica gerada pela fonte de energia ultrassônicarompeu as partículas de látex da superfície da sonda com uma dada veloci-dade, criando colisões com outras partículas e paredes de células reduzindopor quebra o tamanho de partículas dos sólidos de látex. Como pode servisto dos dados acima, sonificação resultou em 99% de partículas de resinacom tamanho de cerca de 172,8 nm. Os efeitos de sonificação adicional sãoresumidos na figura 7, que demonstra que somente uma pequena quantida-de de energia foi necessária após extrusão para quebrar a partícula a cercade 162 nm.
Será apreciado que várias das características e funções acimadivulgadas, ou alternativas das mesmas, podem ser desejavelmente combi-nadas em muitos outros sistemas ou aplicações diferentes. Além disso, vá-rias alternativas, modificações, variações, ou melhorias presentemente nãoprevistas aqui podem ser subseqüentemente realizadas pelos versados natécnica, e são projetadas para serem cobertas pelas seguintes reivindica-ções. A não ser que especificamente citado em uma reivindicação, etapasou componentes de reivindicações não devem ser implicados ou importadosdo relatório ou de quaisquer outras reivindicações com referência a qualquerordem, número, posição, tamanho, formato, ângulo, cor ou material particu-lar.

Claims (10)

1. Processo compreendendo:prover pelo menos uma resina de poliéster possuindo pelo me-nos um grupo ácido em um vaso de reação;neutralizar o pelo menos um grupo ácido pelo contato da resinacom uma base selecionada do grupo que consiste em hidróxido de amônio,hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, bicarbonatode sódio, hidróxido de lítio, carbonato de potássio, trietil amina, trietanolami-na, piridina, derivados de piridina, difenilamina, derivados de difenilamina,poli(etileno amina), derivados de poli(etileno amina), e combinações dosmesmos;emulsificar a resina neutralizada pelo contato da mesma compelo menos um tensoativo na ausência de um solvente de toner para proveruma emulsão de látex, contendo partículas de látex, erecuperar continuamente as partículas de látex.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que as partí-culas de látex são selecionadas do grupo que consiste em poli(estireno-butadieno), poli(metilaestireno-butadieno), poli(metacrilato de metil-buta-dieno), poli(metacrilato de etil-butadieno), poli(metacrilato de propil-buta-dieno), poli(metacrilato de butil-butadieno), poli(acrilato de metil-butadieno),poli(acrilato de etil-butadieno), poli(acrilato de propil-butadieno), poli(acrilatode butil-butadieno), poli(estireno-isopreno), poli(metilaestireno-isopreno),poli(metacrilato de metil-isopreno), poli(metacrilato de etil-isopreno), po-li(metacrilato de propil-isopreno), poli(metacrilato de butil-isopreno), po-li(acrilato de metil-isopreno), poli(acrilato de etil-isopreno), poli(acrilato depropil-isopreno), poli(acrilato de butil-isopreno); poli(estireno-acrilato de pro-pil-), poli(estireno- acrilato de butila), poli(estireno-butadieno-ácido acrílico),poli(estireno-butadieno-ácido metacrílico), poli(estireno-butadieno-acrilonitri-la-ácido acrílico), poli(estireno- acrilato de butil-ácido acrílico), poli(estireno-acrilato de butil-ácido metacrílico), poli(estireno-acrilato de butil-acrilonitrila),e poli(estireno-acrilato de butil-acrilonitrila-ácido acrílico), poli(bisfenol A co-fumarato propoxilado), e combinações dos mesmos.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o pelomenos um grupo ácido é selecionado do grupo que consiste em ácidos car-boxílicos, anidridos carboxílicos, sais de ácidos carboxílicos, e combinaçõesdos mesmos.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o tensoa-tivo é selecionado do grupo que consiste em tensoativos aniônicos sulfato,tensoativos aniônicos sulfonato, tensoativos ácido aniônicos, álcool tensoati-vos não-iônicos, tensoativos ácido não-iônicos, tensoativos éter não-iônicos,tensoativos catiônicos amônio, tensoativos catiônicos sais halogeneto depolioxietilalquilamina quaternizada, e suas combinações.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1, compreendendoprover adicionalmente pelo menos uma resina de poliéster pela realizaçãode uma reação de policondensação pondo em contato pelo menos um diáci-do com pelo menos um diol e com uma resina-semente opcional e iniciadoropcional para formar a resina de poliéster.
6. Processo compreendendo:preparar pelo menos uma resina de poliéster que possua gruposácidos, pelo contato de pelo menos um diácido com pelo menos um diol,uma resina-semente opcional e um iniciador opcional em pelo menos umaextrusora que roda em uma velocidade de cerca de 50 rpm a cerca de 1500rpm, permitir que pelo menos um diácido com pelo menos um diol, resina-semente opcional e iniciador opcional sofram uma reação de policondensa-ção na pelo menos uma extrusora,por em contato a pelo menos uma resina de poliéster com umabase em uma reação de neutralização para formar uma resina neutralizada;emulsificar a resina neutralizada pelo contato da mesma compelo menos um tensoativo na ausência de um solvente de toner para proveruma emulsão de látex contendo partículas de látex; erecuperar continuamente as partículas de látex da pelo menosuma extrusora.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, em que as partí-culas de látex são selecionadas do grupo que consiste em poli(estireno-butadieno), poli(metilaestireno-butadieno), poli(metacrilato de metil-buta-dieno), poli(metacrilato de etil-butadieno), poli(metacrilato de propil-buta-dieno), poli(metacrilato de butil-butadieno), poli(acrilato de metil-butadieno),poli(acrilato de etil-butadieno), poli(acrilato de propil-butadieno), poli(acrilatode butil-butadieno), poli(estireno-isopreno), poli(metilaestireno-isopreno), po-li(metacrilato de metil-isopreno), poli(metacrilato de etil-isopreno), poli(me-tacrilato de propil-isopreno), poli(metacrilato de butil-isopreno), poli(acrilatode metil-isopreno), poli(acrilato de etil-isopreno), poli(acrilato de propil-iso-preno), poli(acrilato de butil-isopreno); poli(estireno-acrilato de propil-), po-li(estireno-acrilato de butila), poli(estireno-butadieno-ácido acrílico), poli(esti-reno-butadieno-ácido metacrílico), poli(estireno-butadieno-acrilonitrila-ácidoacrílico), poli(estireno- acrilato de butil-ácido acrílico), poli(estireno- acrilatode butil-ácido metacrílico), poli(estireno-acrilato de butil-acrilonitrila), e po-li(estireno-acrilato de butil-acrilonitrila-ácido acrílico), poli(bisfenol A cofuma-rato propoxilado), e combinações dos mesmos, a base é selecionada dogrupo que consiste em hidróxido de amônio, hidróxido de potássio, hidróxidode sódio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, hidróxido de lítio, carbo-nato de potássio, trietil amina, trietanolamina, piridina, derivados de piridina,difenilamina, derivados de difenilamina, poli(etileno amina), derivados depoli(etileno amina), e combinações dos mesmos; eo tensoativo é seleciona-do do grupo que consiste em tensoativos aniônicos sulfato, tensoativos ani-ônicos sulfonato, tensoativos ácido aniônicos, álcool tensoativos não-iônicos,tensoativos ácido não-iônicos, éter tensoativos não-iônicos, tensoativos cati-ônicos amônio, e tensoativos catiônicos sais halogeneto de polioxietilalqui-lamina quaternizada.
8. Processo de acordo com a reivindicação 6, em que o tensoa-tivo é selecionado do grupo que consiste em dodecilsulfatos de sódio, dode-cilbenzenossulfonatos de sódio, dodecilnaftaleno sulfato de sódio, sulfatosde dialquil benzenoalquila, sulfonatos de dialquil benzenoalquila, ácido abítico, alquildifenilóxido dissulfonatos , dodecil benzeno sulfonatos de sódio ra-mificados, álcool polivinílico, ácido poliacrílico, metalose, metila celulose, etilcelulose, propil- celulose, hidroxil etil celulose, carbóxi metila celulose, polio-xietileno cetil éter, polioxietileno lauril éter, polioxietileno octil éter, polioxieti-leno octilfenil éter, polioxietileno oleil éter, monolaurato de polioxietileno sor-bitano, polioxietileno estearil éter, polioxietileno nonilfenil éter, dialquilfenóxi poli(etilenóxi) etanol, cloreto de alquilbenzil dimetila amônio, cloreto de dial-quil benzenoalquil amônio, cloreto de lauril trimetila amônio, cloreto de alquilbenzil metila amônio, brometo de alquil benzil dimetila amônio, cloreto de benzalcônio, brometos de C-12 trimetila amônio, brometo de C15 trimetila a-mônio, brometo de C17 trimetila amônio, cloreto de dodecilbenzil trietil amônio, brometo de cetil piridínio e opcionalmente misturas dos mesmos.
9. Processo compreendendo:preparar pelo menos uma resina de poliéster que possua grupos ácidos, pelo contato de pelo menos um diácido com pelo menos um diol, monômero, uma resina-semente opcional e um iniciador opcional em uma extrusora, permitindo que o pelo menos um diácido com pelo menos um diol, resina-semente opcional e iniciador opcional sofram uma reação de policon-densação;neutralizar a pelo menos uma resina de poliéster com uma base para formar uma resina neutralizada;emulsificar a resina neutralizada pelo contato da mesma com pelo menos um tensoativo na ausência de um solvente de toner para prover uma emulsão de látex contendo partículas de látex;recuperar continuamente as partículas de látex;submeter as partículas de látex a ondas sonoras em uma freqüência de cerca dei 5 kHz a cerca de 25 kHz por um período de tempo de cerca de 5 segundos a cerca de 5 minutos para obter partículas de látex de um tamanho de cerca de 30 nm a cerca de 500 nm, epor em contato as partículas de látex com um colorante e uma cera opcional para formar partículas de toner.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, em que as partícuias de látex são selecionadas do grupo que consiste em poli(estireno-butadieno), poli(metilaestireno-butadieno), poli(metacrilato de metil-butadi-eno), poli(metacrilato de etil-butadieno), poli(metacrilato de propil-butadieno),poli(metacrilato de butil-butadieno), poli(acrilato de metil-butadieno), po-li(acrilato de etil-butadieno), poli(acrilato de propil-butadieno), poli(acrilato de butil-butadieno), poli(estireno-isopreno), poli(metilaestireno-isopreno), po-li(metacrilato de metil-isopreno), poli(metacrilato de etil-isopreno), poli(metacrilato de propil-isopreno), poli(metacrilato de butil-isopreno), poli(acri-lato de metil-isopreno), poli(acrilato de etil-isopreno), poli(acrilato de propil-isopreno), poli(acrilato de butil-isopreno); poli(estireno-acrilato de propil-), poli(estireno-acrilato de butila), poli(estireno-butadieno-ácido acrílico), po-li(estireno-butadieno-ácido metacrílico), poli(estireno-butadieno-acrilonitrila-ácido acrílico), poli(estireno- acrilato de butil-ácido acrílico), poli(estireno-acrilato de butil-ácido metacrílico), poli(estireno-acrilato de butil-acrilonitrila), e poli(estireno-acrilato de butil-acrilonitrila-ácido acrílico), poli(bisfenol A co-fumarato propoxilado), e combinações dos mesmos, a base é selecionada do grupo que consiste em hidróxido de amônio, hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, hidróxido de lítio, carbonato de potássio, trietil amina, trietanolamina, piridina, derivados de piridina, difenilamina, derivados de difenilamina, poli(etileno amina), derivados de poli(etileno amina), e combinações dos mesmos; e o tensoativo é selecionado do grupo que consiste em tensoativos aniônicos sulfato, tensoativos aniônicos sulfonato, tensoativos ácido aniônicos, tensoativos álcool não-iônicos, tensoativos ácido não-iônicos, tensoativos éter não-iônicos, tensoativos catiônicos amônio, e tensoativos catiônicos sais halogeneto de poli-oxietilalquilamina quaternizada.
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