BRPI0904231A2

BRPI0904231A2 - composições de toner

Info

Publication number: BRPI0904231A2
Application number: BRPI0904231-8A
Authority: BR
Inventors: Samir Kumar; Grazyna E Kmiecik-Lawrynowicz; Maura A Sweeney; Michael L Grande; Julie C Pickering; Timothy L Lincoln
Original assignee: Xerox Corp
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-02-01
Also published as: EP2177954B1; JP5607910B2; MX2009010883A; US20100092884A1; CA2681985C; JP2010097219A; CA2681985A1; EP2177954A1; US8252493B2; BRPI0904231B1

Abstract

COMPOSIçõES DE TONER. A presente invenção refere-se a toners de um único componente com pelo menos um aditivo de superfície que inclui um espaçador polimérico grande, e processos para a produção dos mesmos. Nas modalidades, o toner é um toner de um único componente, não-magnético, produzido por métodos de agregação da emulsão. Os aditivos de espaçadores poliméricos grandes proporcionam excelentes características de fluxo aos toners resultantes, e reduzem a incidência de falhas por obstrução e defeitos de impressão, tais como formação de fantasmas, faixas brancas, e densidade do toner baixa, em comparação com os toners produzidos convencionalmente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para"COMPOSIÇÕES DE TONER".

Antecedentes

A presente invenção refere-se, de um modo geral, aos toners eaos processos para toners, e mais especificamente, às composições de to-ner que possuem propriedades de carregamento e desempenho de distribui-ção excelentes.

Diversos processos são conhecidos para a preparação de to-ners, tais como, por exemplo, os processos convencionais onde uma resinaé amassada ou extrudada na fusão com um pigmento, micronizada, e pulve-rizada para proporcionar partículas de toner. O toner pode também ser pro-duzido por métodos de agregação da emulsão. Os métodos de preparar umtoner do tipo agregação da emulsão (EA) estão dentro do campo de açãodaqueles versados na técnica, e os toners podem ser formados agregando-se um corante com um polímero de látex formado por polimerização ememulsão. Por exemplo, a Patente U.S. N2'5.853.943, cuja descrição é, pelopresente, incorporada por referência em sua totalidade, é dirigida a umprocesso de polimerização em emulsão semicontínuo, para a preparação deum látex, primeiramente formando-se um polímero de semente. Os outrosexemplos de processos de emulsão/agregação/coalescência para apreparação de toners incluem aqueles ilustrados nas Patentes U.S. N—5.403.693, 5.418.108, 5.364.729, e 5.346.797, cujas descrições de cadauma são, pelo presente, incorporadas por referência em sua totalidade.Outros processos são divulgados nas Patentes U.S. N- 5.527.658,5.585.215, 5.650.255, 5.650.256 e 5.501.935, cujas descrições de cada umasão, pelo presente, incorporadas por referência em sua totalidade.

Os sistemas de toners normalmente incidem em duas classes:os sistemas de dois componentes, nos quais o material revelador inclui grâ-nulos veículos magnéticos tendo partículas de toner que aderem de modotriboelétrico a eles; e os sistemas de um único componente, que geralmenteutilizam somente o toner. Dos sistemas de revelação de um componente,conhecem-se os sistemas tanto magnéticos quanto não-magnéticos. Os sistemas magnéticos envolvem o uso de um toner contendo uma substânciamagnética, a qual pode impedir a revelação das imagens de cores vivas, oque leva a uma atenção sobre os sistemas não-magnéticos.

A latitude de operação de um sistema de revelação eletrofoto-gráfica de pó pode ser determinada, em grande parte, pela facilidade com aqual as partículas de toner podem ser fornecidas para uma imagem eletros-tática. A colocação da carga sobre as partículas, para capacitar o movimentoe a revelação das imagens via campos elétricos, é freqüentemente efetuadacom a triboeletricidade. A carga triboelétrica pode ocorrer por mistura do to-ner com contas veículos maiores em um sistema de revelação de dois com-ponentes (TCD), ou por fricção do toner entre uma lâmina e o cilindro doadorem um sistema de revelação de um único componente (SCD).

Com a SCD não-magnética, o toner é fornecido a partir de umacaixa de toner para o cilindro de alimentação e então para o cilindro de reve-lação. O toner é carregado enquanto ele passa por uma lâmina de car-ga/medição. A SCD não-magnética é muito popular para impressora a lasercolorida de computadores de mesa devido ao seu tamanho compacto, vistoque não necessita de veículo na caixa de revelação para carregar o toner.

Os sistemas de SCD não-magnética podem, assim, utilizar cartuchos quesão menores no tamanho, comparados com os sistemas de TCD, e o custopara um consumidor substituir uma unidade pode, em alguns casos, ser me-nor para um sistema de revelação de um único componente, comparadocom um sistema de dois componentes.

Existem diversos problemas associados com a SCD. A primeiraé a baixa carga e a baixa distribuição de carga nas partículas de toner emcomparação com o toner de TCD convencional. Isto é porque o tempo parao toner fluir através do vão entre a lâmina e o cilindro de revelação é muitocurto. A baixa carga causa um alto fundo e uma baixa capacidade de reve-lar. O toner para a SCD também tem um alto teor de finos, o que pode afetara carga e o fundo de impressão. Também, quanto maior o teor de finos, maisampla a distribuição de carga.

Um outro problema com a SCD inclui a resistência do toner noenvelhecimento e em ambientes extremos, tais como as condições das zo-nas AeC encontradas em um aparelho eletrofotográfico. A alta tensão sob alâmina pode fazer com que o toner se adere à lâmina ou ao cilindro de reve-lação. Isto pode reduzir a carga de toner e a fluxibilidade do toner. Visto queo toner não-magnético é carregado através de uma lâmina de car-ga/medição, o baixo carregamento e a baixa fluxibilidade podem causar de-feitos de impressão, tais como formação de fantasmas, faixas brancas, ebaixa densidade do toner sobre as imagens.

Portanto, permanecem desejáveis composições de toner comexcelentes características de carregamento e excelente desempenho de dis-tribuição.

Sumário

A presente descrição proporciona composições de toner e pro-cessos para produzi-lo. Nas modalidades, um toner da presente descriçãopode incluir um toner de um único componente incluindo uma resina de lá-tex, e pelo menos um aditivo de superfície incluindo um espaçador poliméri-co grande tendo um diâmetro médio de volume de cerca de 100 nm a cercade 500 nm.

Em outras modalidades, um toner da presente descrição podeincluir um toner de um único componente incluindo uma resina de látex, talcomo os acrilatos de estireno, os butadienos estirenos, os metacrilatos deestireno, e as suas combinações, e pelo menos um aditivo de superfície in-cluindo um espaçador polimérico grande, tal como os poliestirenos, os fluor-carbonetos, os poliuretanos, as poliolefinas, os poliésteres, e as suas combi-nações, tendo um diâmetro médio de volume de cerca de 90 nm a cerca de700 nm.

Um processo da presente descrição pode incluir o contato depelo menos uma resina de látex em uma dispersão com um corante opcio-nal, um tensoativo opcional, e uma cera opcional, para formar partículas pe-quenas, a agregação das partículas pequenas, a coalescência das partículaspequenas para formar as partículas de toner, e a combinação com as partí-culas de toner de pelo menos um aditivo de superfície incluindo um espaça-dor polimérico grande, tal como os poliestirenos, os fluorcarbonetos, os poli-uretanos, as poliolefinas, os poliésteres, e as suas combinações, tendo umdiâmetro médio de volume de cerca de 90 nm a cerca de 700 nm, e a recu-peração das partículas de toner.

Breve Descrição das Figuras

As diversas modalidades da presente descrição serão descritasneste documento, abaixo, com referência às figuras, onde:

A figura é um gráfico de dados de teste de impressão, mais es-pecificamente a razão de carga de toner original por massa (Q/M) fora docilindro revelador, para um toner da presente descrição tendo um aditivo desuperfície de espaçador polimérico grande, comparado com um toner decontrole.

Descrição Detalhada

A presente descrição proporciona um toner adequado para usoem um sistema de revelação de um único componente, que possui excelen-tes características de carregamento e fluxo. Os toners da presente descriçãocontêm aditivos de espaçadores poliméricos muito grandes como aditivos desuperfície, opcionalmente em combinação com agentes de controle de cargaorgânicos como aditivos de superfície, que proporcionam excelentes carac-terísticas de fluxo para os toners resultantes, e reduzem a incidência de fa-lha por obstrução e defeitos de impressão, tais como a formação de fantas-mas, as faixas brancas, e a baixa densidade do toner em comparação comos toners produzidos convencionalmente.

Os toners da presente descrição podem incluir uma resina delátex em combinação com um pigmento. Embora a resina de látex possa serpreparada por qualquer método dentro do campo de ação daqueles versa-dos na técnica, nas modalidades a resina de látex pode ser preparada pormétodos de polimerização em emulsão, incluindo a polimerização em emul-são semicontínua, e o toner pode incluir os toners de agregação da emulsão.

A agregação da emulsão envolve a agregação de ambas as partículas delátex e pigmento em submícron nas partículas de tamanho de toner, onde ocrescimento no tamanho da partícula é, por exemplo, nas modalidades, decerca de 0,1 mícron a cerca de 15 micra.

Resina

Pode ser utilizado qualquer monômero adequado para prepararum látex para uso em um toner. Tais látices podem ser produzidos por mé-todos convencionais. Conforme observado acima, em algumas modalidadeso toner pode ser produzido por agregação da emulsão. Os monômeros ade-quados, úteis na formação de uma emulsão de látex e, desse modo, daspartículas de látex resultantes na emulsão de látex, incluem, porém não es-tão limitados aos estirenos, acrilatos, metacrilatos, butadienos, isoprenos,ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos, acrilonitrilas, suas combinações dosmesmos, e similares.

Nas modalidades, a resina do látex pode incluir pelo menos umpolímero. Nas modalidades, pelo menos um pode ser de cerca de um a cer-ca de vinte e, nas modalidades, de cerca de três a cerca de 10. Os políme-ros ilustrativos incluem os acrilatos de estireno, os butadienos estirenos, osmetacrilatos de estireno, e mais especificamente, o poli(estireno-acrilato dealquila), o poli(estireno-1,3-dieno), o poli(estireno-metacrilato de alquila), opoli (estireno-acrilato de alquila-ácido acrílico), o poli(estireno-1,3-dieno-ácido acrílico), o poli (estireno-metacrilato de alquila-ácido acrílico), o po-li(metacrilato de alquila-acrilato de alquila), o poli(metacrilato de alquila-acrilato de arila), o poli(metacrilato de arila-acrilato de alquila), o po-li(metacrilato de alquila-ácido acrílico), o poli(estireno-acrilato de alquila-acrilonitrila-ácido acrílico), o poli (estireno-1,3-dieno-acrilonitrila-ácido acríli-co), o poli(acrilato de alquila-acrilonitrila-ácido acrílico), o poli(estireno-butadieno), o poli(metilestireno-butadieno), o poli(metacrilato de metila-butadieno), o poli(metacrilato de etila-butadieno), o poli(metacrilato de propi-la-butadieno), o poli(metacrilato de butila-butadieno), o poli(acrilato de meti-la-butadieno), o poli(acrilato de etila-butadieno), o poli(acrilato de propila-butadieno), o poli(acrilato de butila-butadieno), o poli(estireno-isopreno), opoli(metilestireno-isopreno), o poli (metacrilato de metila-isopreno), o po-li(metacrilato de etila-isopreno), o poli(metacrilato de propila-isopreno), o po-li(metacrilato de butila-isopreno), o poli(acrilato de metila-isopreno), o po-li(acrilato de etila-isopreno), o poli(acrilato de propila-isopreno), o poli(acrilatode butila-isopreno), o poli(estireno-acrilato de propila), o poli(estireno-acrilatode butila), o poli (estireno-butadieno-ácido acrílico), o poli(estireno-butadieno-ácido metacrílico), o poli (estireno-butadieno-acrilonitrila-ácidoacrílico), o poli(estireno-acrilato de butila-ácido acrílico), o poli(estireno-acrilato de butila-ácido metacrílico), o poli(estireno-acrilato de butila-acrilononitrila), o poli(estireno-acrilato de butila-acrilonitrila-ácido acrílico), opoli(estireno-butadieno), o poli(estireno-isopreno), o poli(estireno-metacrilatode butila), o poli(estireno-acrilato de butila-ácido acrílico), o poli(estireno-metacrilato de butila-ácido acrílico), o poli(metacrilato de butila-acrilato debutila), o poli(metacrilato de butila-ácido acrílico), o poli(acrilonitrila-acrilatode butila-ácido acrílico), e as combinações dos mesmos. O polímero podeser copolímeros em bloco, aleatórios, ou alternantes.

Nas modalidades, o poli(estireno-acrilato de butila) pode ser uti-lizado como o látex. A temperatura de transição vítrea deste látex pode serde cerca de 35°C a cerca de 75°C, nas modalidades de cerca de 40°C a cer-ca de 70°C.

Em outras modalidades, o polímero utilizado para formar o látexpode ser uma resina de poliéster, incluindo as resinas descritas nas Paten-tes U.S. N- 6.593.049 e 6.756.176, cujas descrições de cada uma são, pelopresente, incorporadas por referência, em ,sua totalidade:-Qsvpoliésteres po-dem ser amorfos, cristalinos, ou ambos. As resinas amorfas adequadas in-cluem aquelas divulgadas na Patente U.S. N2 6.063.827, cuja descrição é,pelo presente, incorporada por referência em sua totalidade. As resinas cris-talinas adequadas incluem aquelas divulgadas na Publicação de Pedido dePatente U.S. Ns 2006/0222991, cuja descrição é, pelo presente, incorporadapor referência em sua totalidade. Os látices adequados podem também in-cluir uma mistura de uma resina de poliéster amorfa e uma resina de poliés-ter cristalina, conforme descrito na Patente U.S. N2 6.830.860, cuja descri-ção é, pelo presente, incorporada por referência em sua totalidade.

Além disso, as resinas de poliéster obtidas a partir dos produtosde reação de bisfenol A e oxido de propileno ou carbonato de propileno e,em particular, incluindo tais poliésteres, seguido pela reação do produto re-sultante com o ácido fumárico (conforme divulgado na Patente U.S. Ns5.227.460, cuja descrição é, pelo presente, incorporada por referência emsua totalidade), e as resinas de poliéster ramificadas resultantes da reaçãodo tereftalato de dimetila com o 1,3-butanodiol, o 1,2-propanodiol, e o penta-eritritol, podem também ser usadas.

Nas modalidades, uma resina de poliéster insaturada pode serutilizada como uma resina de látex. Os exemplos de tais resinas incluemaquelas divulgadas na Patente U.S. N2 6.063.827, cuja descrição é, pelopresente, incorporada por referência em sua totalidade. As resinas depoliéster insaturadas ilustrativas incluem, porém não estão limitadas ao,poli(bisfenol propoxilado cofumarato), poli(bisfenol etoxilado cofumarato),poli(bisfenol butiloxilado cofumarato), poli(cobisfenol propoxilado cobisfenoletoxilado cofumarato), poli(fumarato de 1,2-propileno), poli(bisfenolpropoxilado comaleato), poli(bisfenol etoxilado comaleato), poli(bisfenolbutiloxilado comaleato), poli(cobisfenol propoxilado cobisfenol etoxiladocomaleato), poli(maleato de 1,2-propileno), poli(bisfenol propoxiladocoitaconato), polí(bisfenol etoxilado coitaconato), poli(bisfenol butiloxiladocoitaconato), poli(cobisfenol propoxilado cobisfenol etoxilado coitaconato),poli(itaconato de 1,2-propileno), e combinações dos mesmos.

Um exemplo de uma resina de fumarato de bisfenol Apropoxilado linear que pode ser utilizada como uma resina de látex estádisponível sob o nome comercial SPARII da Resana S/A IndústriasQuímicas, São Paulo, Brasil. As outras resinas de fumarato de bisfenol Apropoxilado que podem ser utilizadas e estão comercialmente disponíveisincluem a GTUF e a FPESL-2 da Kao Corporation, Japão, e a EM181635 daReichhold, Research Triangle Park, North Carolina1 e similar.

Tensoativos

Nas modalidades, a resina de látex pode ser preparada em umafase aquosa contendo um tensoativo ou um cotensoativo. Os tensoativosque podem ser utilizados com a resina para formar uma dispersão de látexpodem ser tensoativos iônicos ou não-iônicos, em uma quantidade de cercade 0,01 a cerca de 15 por cento em peso dos sólidos, e nas modalidades decerca de 0,1 a cerca de 10 por cento em peso dos sólidos.

Os tensoativos aniônicos que podem ser utilizados incluem ossulfatos e os sulfonatos, o dodecilsulfato de sódio (SDS), o dodecilbenzenosulfonato de sódio, o dodecilnaftaleno sulfato de sódio, os sulfatos e ossulfonatos de dialquil benzenoalquila, os ácidos, tais como o ácido abiéticodisponível da Aldrich, o NEOGEN R®, o NEOGEN SC® obtido da DaiichiKogyo Seiyaku Co., Ltd,, as combinações dos mesmos, e similares. Osoutros tensoativos aniônicos adequados incluem, nas modalidades, oDOWFAX® 2A1, um dissulfonato de alquildifenilóxido da The Dow ChemicalCompany, e/ou o TAYCA POWER BN2060 da Tayca Corporation (Japão),que são dodecil benzeno sulfonatos de sódio ramificados. As combinaçõesdestes tensoativos e quaisquer dos tensoativos aniônicos precedentespodem ser utilizadas nas modalidades.

Os exemplos dos tensoativos catiônicos incluem, porém nãoestão limitados, aos amônios, por exemplo, o cloreto de alquilbenzil dimetilamônio, o cloreto de dialquil benzenoalquil amônio, o cloreto de Iauril trimetilamônio, o cloreto de alquilbenzil metil amônio, o brometo de alquil benzildimetil amônio, o cloreto de benzalcônio, os brometos de C12, C15, C17trimetil amônio, as suas combinações, e similares. Os outros tensoativoscatiônicos incluem o brometo de cetil piridínio, os sais de halogeneto depolioxietilalquilaminas quaternizadas, o cloreto de dodecilbenzil trietilamônio, o MIRAPOL e o ALKAQUAT, disponíveis da Alkaril ChemicalCompany, o SANIZOL (cloreto de benzalcônio), disponível da KaoChemicals, as suas combinações, e similares. Nas modalidades, umtensoativo catiônico adequado inclui o SANISOL B-50 disponível da KaoCorp., que é principalmente um cloreto de benzil dimetil alcônio).

Os exemplos de tensoativos não-iônicos incluem, porém nãoestão limitados aos álcoois, ácidos e éteres, por exemplo, o poli(álcoolvinílico), o poli(ácido acrílico), a metalose, a metil celulose, a etil celulose, apropil celulose, a hidróxi etil celulose, a carbóxi metil celulose, o éterpolioxietileno cetílico, o éter polioxietileno laurílico, o éter polioxietilenooctílico, o éter polioxietileno octilfenílico, o éter polioxietileno oleílico, omonolaurato de polioxietileno sorbitan, o éter polioxietileno estearílico, o éterpolioxietileno nonilfenílico, o dialquilfenóxi poli(etileno-óxi) etanol, ascombinações do mesmos, e similares. Nas modalidades, podem ser usadosos tensoativos comercialmente disponíveis da Rhone-Poulenac, tais comoIGEPAL CA-210®, IGEPAL CA-520®, IGEPAL CA-720®, IGEPAL C0-890®,IGEPAL CO-720®, IGEPAL CO-290®, IGEPAL CA-210®, ANTAROX 890® eANTAROX 897®.

A escolha dos tensoativos particulares ou das suas combinaçõesdos mesmos, bem como as quantidades a serem usadas de cada um, estãodentro do campo de ação dos versados na técnica.

Iniciadores

Nas modalidades, iniciadores podem ser adicionados para aformação do látex. Os exemplos de iniciadores adequados incluem osiniciadores solúveis em água, tais como o persulfato de amônio, o persulfatode sódio e o persulfato de potássio, e os iniciadores solúveis orgânicos,incluindo os peróxidos orgânicos e os compostos azo que incluem osperóxidos Vazo, tais como o VAZO 64®, a 2-metil 2-2-azobis propanonitrila,o VAZO 88®, o 2-2'- azobis isobutiramida desidrato, e as combinações dosmesmos. Os outros iniciadores solúveis em água que podem ser utilizadosincluem os compostos de azoamidina, por exemplo, o 2,2'-azobis(2-metil-N-fenilpropionamidina) dicloridrato, o 2,2'-azobis[N-(4-clorofenil)-2-metilpropionamidina] di-cloridrato, o 2,2'-azobis[N-(4-hidroxifenil)-2-metil-propionamidina]dicloridrato, o 2,2'-azobis[N-(4-amino-fenil)-2-metilpropionamidinajtetracloridrato, o 2,2'-azobis[2-metil-

N(fenilmetil)propionamidina]dicloridrato, o 2,2'-azobis[2-metil-N-2-propenilpropionamidina]dicloridrato, o 2,2'-azobis[N-(2-hidróxi-etil)2-metilpropionamidina]dicloridrato, o 2,2'-azobis[2(5-metil-2-imidazolin-2-il)propano]dicloridrato, o 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano]dicloridrato,o 2,2'-azobis[2-(4,5,6,7-tetra-hidro-1 H-1,3-diazepin-2-il)propano]dicloridrato,o 2,2'-azobis[2-(3,4,5,6-tetra-hidropirimidin-2-il)propano]dicloridrato, o 2,2'-azobis[2-(5-hidróxi-3,4,5,6-tetra-hidropirimidin-2-il)propano]dicloridrato, o2,2'-azobis {2-[1 -(2-hidroxietil)-2-imidazolin-2-il]propano}dicloridrato, ascombinações dos mesmos, e similares.

Os iniciadores podem ser adicionados em quantidades adequa-das, tais como de cerca de 0,1 a cerca de 8 por cento em peso, e nas moda-lidades de cerca de 0,2 a cerca de 5 por cento em peso dos monômeros.

Agentes de Transferência de Cadeia

Nas modalidades, agentes de transferência de cadeia podemtambém ser utilizados na formação do látex. Os agentes de transferência decadeia adequados incluem o dodecano tiol, o octano tiol, o tetrabrometo decarbono, as combinações dos mesmos, e similares, em quantidades de cer-ca de 0,1 a cerca de 10 por cento e, nas modalidades, de cerca de 0,2 acerca de 5 por cento em peso dos monômeros, para controlar as proprieda-des de peso molecular do polímero, quando a polimerização em emulsão forconduzida de acordo com a presente descrição.

Estabilizadores

Nas modalidades, pode ser vantajoso incluir um estabilizadorquando se forma as partículas de látex. Os estabilizadores adequados inclu-em os monômeros tendo funcionalidade de ácido carboxílico. Tais estabili-zadores podem ser da seguinte fórmula (I)

<formula>formula see original document page 11</formula>

onde R1 é hidrogênio ou um grupo metila; R2 e R3 são independentementeselecionados a partir de grupos alquila contendo de cerca de 1 a cerca de 12átomos de carbono ou um grupo fenila; e η é de cerca de 0 a cerca de 20,nas modalidades de cerca de 1 a cerca de 10. Os exemplos de taisestabilizadores incluem o acrilato de beta carboxietila (β-CEA), o poli(acrilatode (2-carboxietila)), o metacrilato de 2-carboxietila, as combinações dosmesmos, e similares. Os outros estabilizadores que podem ser utilizadosincluem, por exemplo, o ácido acrílico e os seus derivados.

Nas modalidades, o estabilizador tendo funcionalidade de ácidocarboxílico pode também conter uma pequena quantidade de íons metálicos,tais como o sódio, o potássio e/ou o cálcio, para obter melhores resultadosda polimerização em emulsão. Os íons metálicos podem estar presentes emuma quantidade de cerca de 0,001 a cerca de 10 por cento em peso do es-tabilizador tendo funcionalidade de ácido carboxílico, nas modalidades decerca de 0,5 a cerca de 5 por cento em peso do estabilizador tendo funcio-nalidade de ácido carboxílico.

Onde presente, o estabilizador pode ser adicionado em quanti-dades de cerca de 0,01 a cerca de 5 por cento em peso do toner, nas moda-Iidades de cerca de 0,05 a cerca de 2 por cento em peso do toner.

Os estabilizadores adicionais que podem ser utilizados nos pro-cessos de formulação de toners incluem as bases, tais como os hidróxidosde metais, incluindo o hidróxido de sódio, o hidróxido de potássio, o hidróxi-do de amônio, e opcionalmente as combinações dos mesmos. O carbonatode sódio, o bicarbonato de sódio, o carbonato de cálcio, o carbonato de po-tássio, o carbonato de amônio, as combinações dos mesmos; e similares,são também úteis como um estabilizador. Nas modalidades, um estabiliza-dor pode incluir uma composição contendo silicato de sódio dissolvido emhidróxido de sódio.

Agente de ajuste do pH

Em algumas modalidades, pode ser adicionado um agente deajuste do pH para controlar a taxa do processo de agregação da emulsão. Oagente de ajuste do pH utilizado nos processos da presente descrição podeser qualquer ácido ou base que não afete adversamente os produtos queestão sendo produzidos. As bases adequadas podem incluir os hidróxidosde metais, tais como o hidróxido de sódio, o hidróxido de potássio, o hidróxi-do de amônio, e opcionalmente as combinações dos mesmos. Os ácidosadequados incluem o ácido nítrico, o ácido sulfúrico, o ácido clorídrico, o á-cido cítrico, o ácido acético, e opcionalmente as combinações dos mesmos.

Condições de Reação

No processo de agregação da emulsão, os reagentes podem seradicionados a um reator adequado, tal como um vaso de mistura. A quanti-dade apropriada de pelo menos dois monômeros, nas modalidades de cercade dois a cerca de dez monômeros, estabilizador, tensoativo(s), iniciador, sealgum, agente de transferência de cadeia, se algum, e cera, se alguma, esimilar, pode ser combinada no reator e o processo de agregação da emul-são pode ser deixado começar. As ceras adequadas são descritas em maiordetalhe, abaixo, como um componente a ser adicionado na formação deuma partícula de toner, tais ceras podem também ser úteis, nas modalida-des, na formação de uma resina de látex. As condições de reação selecio-nadas para efetuar a polimerização em emulsão incluem as temperaturasde, por exemplo, cerca de 45°C a cerca de 120°C, nas modalidades de cer-ca de 60°C a cerca de 90°C. Nas modalidades, a polimerização pode ocorrerem temperaturas elevadas dentro de cerca de 10 por cento do ponto de fu-são de qualquer cera presente, por exemplo, de cerca de 60°C a cerca de85°C, nas modalidades de cerca de 65°C a cerca de 80°C, para permitir quea cera amoleça, desse modo promovendo a dispersão e a incorporação naemulsão.

Podem ser formadas partículas de tamanho de nanômetro tendoum tamanho de cerca de 50 nm a cerca de 800 nm no diâmetro médio devolume, nas modalidades de cerca de 100 nm a cerca de 400 nm no diâme-tro médio de volume, conforme determinado, por exemplo, por um analisadorde partículas de tamanho nano Brookhaven.

Após a formação das partículas de látex, as partículas de látexpodem ser utilizadas para formar um toner. Nas modalidades, os toners po-dem ser um toner do tipo agregação da emulsão, que são preparados pelaagregação e pela fusão das partículas de látex da presente descrição comum corante, e um ou mais aditivos, tais como tensoativos, estabilizadores,coagulantes, ceras, aditivos de superfície, e opcionalmente as combinaçõesdos mesmos.

Os outros processos para obter as partículas de resina incluemaqueles produzidos por um processo de microssuspensão de polímero, con-forme divulgado na Patente U.S. Ns 3.674.736, cuja descrição é, pelo pre-sente, incorporada por referência em sua totalidade, um processo de mi-crossuspensão de solução de polímero, conforme divulgado na Patente U.S.N2 5.290.654, cuja descrição é, pelo presente, incorporada por referência emsua totalidade, e processos mecânicos de moagem, ou outros processosdentro do campo de ação daqueles versados na técnica.

Corantes

As partículas de látex produzidas conforme descrito acima po-dem ser adicionadas a um corante para produzir um toner. Nas modalida-des, o corante pode estar em uma dispersão. A dispersão de corante podeincluir, por exemplo, as partículas de corante de submícron tendo um tama-nho de, por exemplo, cerca de 50 a cerca de 500 nanômetros no diâmetromédio de volume e, nas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 400 na-nômetros no diâmetro médio de volume. As partículas de corante podem sersuspensas em uma fase aquosa de água contendo um tensoativo aniônico,um tensoativo não-iônico, ou as combinações dos mesmos. Os tensoativosadequados incluem quaisquer daqueles tensoativos descritos acima. Nasmodalidades, o tensoativo pode ser iônico e pode estar presente em umadispersão em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 25 por cento empeso do corante, e nas modalidades de cerca de 1 a cerca de 15 por centoem peso do corante.

Os corantes úteis na formação dos toners de acordo com a presentedescrição incluem os pigmentos, as tinturas, as misturas de pigmentos e tin-turas, as misturas de pigmentos, as misturas de tinturas, e similares. O co-rante pode ser, por exemplo, o negro-de-fumo, o azul-esverdeado, o amare-lo, a magenta, o vermelho, o laranja, o marrom, o verde, o azul, a violeta,e/ou as combinações dos mesmos.

Nas modalidades onde o corante for um pigmento, o pigmentopode ser, por exemplo, o negro-de-fumo, as ftalocianinas, as quinacridonasou o tipo RHODAMINE B®, os corantes vermelhos, verdes, laranjas, mar-rons, violetas, amarelos, fluorescentes, e similares.

Os corantes ilustrativos incluem o negro-de-fumo, como asmagnetitas REGAL 330®; as magnetitas da Mobay que incluem M08029®,M08060®; as magnetitas colombianas; o MAPICO BLACKS® e asmagnetitas tratadas na superfície; as magnetitas da Pfizer que incluemCB4799®, CB5300®, CB5600®, MCX6369®; as magnetitas da Bayer queincluem BAYFERROX 8600®, 8610®; as magnetitas da Northern Pigmentsque incluem NP-604®, NP-608®; as magnetitas da Magnox que incluemTMB-100®, ou TMB-104®, o HELIOGEN BLUE L6900®, o D6840®, o D7080®,o D7020®, o PYLAM OIL BLUE®, o PYLAM OIL YELLOW®, o PIGMENTOAZUL 1® disponível da Paul Uhlich and Company, Inc.; o PIGMENT VIOLET1®, o PIGMENT RED 48®, o LEMON CHROME YELLOW DCC 1026®, o E.D.TOLUIDINE RED® e o BON RED C®, disponíveis da Dominion ColorCorporation, Ltd., Toronto, Ontario; o NOVAPERM YELLOW FGL®, oHOSTAPERM PINK E® da Hoechst, e o CINQUASIA MAGENTA® disponívelda E.l. DuPont de Nemours and Company, e similares. Os outros corantesincluem a quinacridona substituída com 2,9-dimetila e a tintura deantraquinona identificada no índice de Cor como Cl 60710, Cl DispersedRed 15, a tintura de diazo identificada no índice de Cor como Cl 26050, ClSolvent Red 19, a cobre tetra(octadecil sulfonamido) ftalocianina, o pigmentode x-cobre ftalocianina listado no índice de Cor como Cl 74160, Cl Pigmentoazul, o Azul Antratreno, identificado no índice de Cor como Cl 69810, SpecialBlue X-2137, o amarelo de diarílida 3,3-diclorobenzideno acetoacetanilidas,um pigmento de monoazo identificado no índice de Cor como Cl 12700, ClSolvent Yellow 16, uma nitrofenil amina sulfonamida identificada no índice deCor como Foron Yellow SE/GLN, Cl Dispersed Yellow 33, 2,5-dimetóxi-4-sulfonanílida fenilazo-4'-cloro-2,5-dimetóxi acetoacetanilida, Yelloww 180 ePermanent Yellow FGL. As tinturas solúveis orgânicas que têm uma alta pu-reza para o propósito de gama de cores, as quais podem ser utilizadas, in-cluem o Neopen Yellow 075, o Neopen Yellow 159, o Neopen Orange 252, oNeopen Red 336, o Neopen Red 335, o Neopen Red 366, o Neopen Blue808, o Neopen Black X53, o Neopen Black X55, as combinações de quais-quer dos precedentes, e similares. As tinturas podem ser utilizadas em di-versas quantidades adequadas, por exemplo, de cerca de 0,5 a cerca de 20por cento em peso do toner, nas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 18por cento em peso do toner.Nas modalidades, os exemplos de corantes incluem o Pigmentoazul 15:3 tendo um Número de Constituição do índice de Cor de 74160, oMagenta pigmento vermelho 81:3 tendo um Número de Constituição do índi-ce de Cor de 45160:3, o Yellow 17 tendo um Número de Constituição do ín-dice de Cor de 21105, e as tinturas conhecidas, tais como as tinturas paraalimentos, as tinturas amarelas, azuis, verdes, vermelhas, de cor magenta, esimilares.

Em outras modalidades, um pigmento magenta, o pigmentovermelho 122 (2,9-dimetilquinacridona), o pigmento vermelho 185, o pigmen-to vermelho 192, o pigmento vermelho 202, o pigmento vermelho 206, opigmento vermelho 235, o pigmento vermelho 269, as combinações dosmesmos, e similares, pode ser utilizado como o corante.

O corante pode estar presente no toner da descrição em umaquantidade de cerca de 1 a cerca de 25 por cento, em peso, do toner, nasmodalidades em uma quantidade de cerca de 2 a cerca de 15 por cento, empeso, do toner.

O látex resultante, opcionalmente em uma dispersão, e a disper-são de corante podem ser agitados e aquecidos até uma temperatura decerca de 35°C a cerca de 70°C, nas modalidades de cerca de 40°C a cercade 65°C, resultando em agregados de toner de cerca de 2 micra a cerca de10 micra no diâmetro médio de volume, e nas modalidades de cerca de 5micra a cerca de 8 micra no diâmetro médio de volume.

Coaqulantes

Nas modalidades, um coagulante pode ser adicionado durante,ou antes, a agregação do látex e da dispersão aquosa de corante. O coagu-lante pode ser adicionado durante um período de tempo de cerca de 1 minu-to a cerca de 60 minutos, nas modalidades de cerca de 1,25 minuto a cercade 20 minutos, dependendo das condições de processamento.

Os exemplos de coagulantes adequados incluem os halogenetosde polialumínio, tais como o poli(cloreto de alumínio) (PAC), ou o brometo, ofluoreto, ou o iodeto correspondente, os poli(silicatos de alumínio), tais comoo poli(sulfo silicato de alumínio) (PASS), e os sais de metais solúveis emágua que incluem o cloreto de alumínio, o nitrito de alumínio, o sulfato dealumínio, o sulfato de potássio alumínio, o acetato de cálcio, o cloreto decálcio, o nitrito de cálcio, o oxilato de cálcio, o sulfato de cálcio, o acetato demagnésio, o nitrato de magnésio, o sulfato de magnésio, o acetato de zinco,o nitrato de zinco, o sulfato de zinco, as combinações dos mesmos, e simila-res. Um coagulante adequado é o PAC, o qual está comercialmente disponí-vel e pode ser preparado pela hidrólise controlada de cloreto de alumíniocom hidróxido de sódio. Geralmente, o PAC pode ser preparado pela adiçãode dois mois de uma base a um mol de cloreto de alumínio. A espécie é so-lúvel e estável quando dissolvida e armazenada sob condições ácidas, se opH for menor do que cerca de 5. A espécie em solução é acreditada conter afórmula Ali304(0H)24(H20)12 com cerca de 7 cargas elétricas positivas porunidade.

Nas modalidades, os coagulantes adequados incluem um sal depolimetal, tal como, por exemplo, o poli(cloreto de alumínio) (PAC), o po-li(brometo de alumínio), ou o poli(sulfossilicato de alumínio). O sal de polime-tal pode estar em uma solução de ácido nítrico, ou outras soluções de ácidodiluído, tais como o ácido sulfúrico, o ácido clorídrico, o ácido cítrico ou oácido acético. O coagulante pode ser adicionado em quantidades de cercade 0,01 a cerca de 5 por cento em peso do toner, e nas modalidades de cer-ca de 0,1 a cerca de 3 por cento em peso do toner.Cera

As dispersões de ceras podem também ser adicionadas durantea formação de um látex ou toner, em uma síntese de agregação da emulsão.As ceras adequadas incluem, por exemplo, as partículas de cera em submí-cron na faixa de tamanhos de cerca de 50 a cerca de 1000 nanômetros, nasmodalidades de cerca de 100 a cerca de 500 nanômetros no diâmetro médiode volume, suspensas em uma fase aquosa de água e um tensoativo iônico,tensoativo não-iônico, ou combinações dos mesmos. Os tensoativos ade-quados incluem aqueles descritos acima. O tensoativo iônico ou o tensoativonão-iônico podem estar presentes em uma quantidade de cerca de 0,1 acerca de 20 por cento em peso, e nas modalidades de cerca de 0,5 a cercade 15 por cento em peso da cera.

A dispersão de cera de acordo com as modalidades da presentedescrição podem incluir, por exemplo, uma cera vegetal natural, uma ceraanimal natural, uma cera mineral, e/ou uma cera sintética. Os exemplos deceras vegetais naturais incluem, por exemplo, a cera de carnaúba, a cera dacandelilla, a cera do bago da sumagre, e a cera da árvore-da-cera. Os e-xemplos de ceras animais naturais incluem, por exemplo, a cera de abelha,a cera "punic", a lanolina, a cera de Iaca1 a cera de goma-laca, e a cera deespermacete. As ceras minerais incluem, por exemplo, a cera de parafina, acera microcristalina, a cera de lignita, a cera de ozocerita, a cera de ceresi-na, a cera de petrolato, e a cera de petróleo. As ceras sintéticas da presentedescrição incluem, por exemplo, a cera de Fischer-Tropsch, a cera de acrila-to, a cera de amida de ácido graxo, a cera de silicone, a cera de politetrafluo-retileno, a cera de polietileno, a cera de polipropileno, e as combinações dosmesmos.

Os exemplos de ceras de polipropileno e polietileno incluem a-quelas comercialmente disponíveis da Allied Chemical and Baker Petrolite,as emulsões de cera disponíveis da Michelman Inc. e da Daniels ProductsCompany1 o EPOLENE N-15 disponível comercialmente da Eastman Chemi-cal Products, Inc., o VISCOL 550-P, um polipropileno de peso molecular mé-dio ponderai baixo, disponível da Sanyo Kasel K.K., e materiais similares.Nas modalidades, as ceras de polietileno comercialmente disponíveis pos-suem um peso molecular (Mw) de cerca de 100 a cerca de 5000, e nas mo-dalidades de cerca de 250 a cerca de 2500, enquanto que as ceras de poli-propileno comercialmente disponíveis têm um peso molecular de cerca de200 a cerca de 10.000, e nas modalidades de cerca de 400 a cerca de 5000.

Nas modalidades, as ceras podem ser funcionalizadas. Os e-xemplos de grupos adicionados para funcionalizar as ceras incluem as ami-nas, as amidas, as imidas, os ésteres, as aminas quaternárias, e/ou os áci-dos carboxílicos. Nas modalidades, as ceras funcionalizadas podem ser e-mulsões de polímero acrílico, por exemplo, JONCRYL 74, 89, 130, 537, e538, todos disponíveis da Johnson Diversey1 Inc., ou polipropilenos e polieti-lenos clorados, comercialmente disponíveis da Allied Chemical, da BakerPetrolite Corporation e da Johnson Diversey1 Inc.

A cera pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,1a cerca de 30 por cento em peso, e nas modalidades de cerca de 2 a cercade 20 por cento em peso do toner.

Agentes de Agregação

Qualquer agente de agregação capaz de causar a formação decomplexos poderia ser usado na formação dos toners da presente descrição.Os sais tanto de metais alcalino-terrosos quanto de metais de transição po-dem ser utilizados como agentes de agregação. Nas modalidades, os saisalcalinos (II) podem ser selecionados para agregar os colóides de resina delátex com um corante, para capacitar a formação de um compósito de toner.Tais sais incluem, por exemplo, o cloreto de berílio, o brometo de berílio, oiodeto de berílio, o acetato de berílio, o sulfato de berílio, o cloreto de mag-nésio, o brometo de magnésio, o iodeto de magnésio, o acetato de magné-sio, o sulfato de magnésio, o cloreto de cálcio, o brometo de cálcio, o iodetode cálcio, o acetato de cálcio, o sulfato de cálcio, o cloreto de estrôncio, obrometo de estrôncio, o iodeto de estrôncio, o acetato de estrôncio, o sulfatode estrôncio, o cloreto de bário, o brometo de bário, o iodeto de bário, e op-cionalmente as combinações dos mesmos. Os exemplos de sais ou ânionsde metais de transição que podem ser utilizados como agente de agregaçãoincluem os acetatos de vanádio, nióbio, tântalo, cromo, molibdênio, tungstê-nio, manganês, ferro, rutênio, cobalto, níquel, cobre, zinco, cádmio ou prata;os acetoacetatos de vanádio, nióbio, tântalo, cromo, molibdênio, tungstênio,manganês, ferro, rutênio, cobalto, níquel, cobre, zinco, cádmio ou prata; ossulfatos de vanádio, nióbio, tântalo, cromo, molibdênio, tungstênio, manga-nês, ferro, rutênio, cobalto, níquel, cobre, zinco, cádmio ou prata; e os saisde alumínio, tais como o acetato de alumínio, os halogenetos de alumínio,tais como o poli(cloreto de alumínio), as combinações dos mesmos, e similares.

Agente de ajuste do pH

Em algumas modalidades, um agente de ajuste do pH pode seradicionado ao látex, as corante, e aos aditivos opcionais, para controlar ataxa do processo de agregação da emulsão. O agente de ajuste do pH utili-zado nos processos da presente descrição pode ser qualquer ácido ou baseque não afete adversamente os produtos que estão sendo produzidos. Asbases adequadas podem incluir os hidróxidos de metais, tais como o hidró-xido de sódio, o hidróxido de potássio, o hidróxido de amônio, e opcional-mente as combinações dos mesmos. Os ácidos adequados incluem o ácidonítrico, o ácido sulfúrico, o ácido clorídrico, o ácido cítrico, o ácido acético, eopcionalmente as combinações dos mesmos.

Assim que for atingido o tamanho final desejado do toner, o pHda mistura pode ser ajustado com uma base até um valor de cerca de 3,5 acerca de 7, e nas modalidades de cerca de 4 a cerca de 6,5. A base podeincluir qualquer base adequada, tal como, por exemplo, os hidróxidos de me-tais alcalinos, tais como, por exemplo, o hidróxido de sódio, o hidróxido depotássio, e o hidróxido de amônio. O hidróxido de metal alcalino pode seradicionado em quantidades de cerca de 0,1 a cerca de 30 por cento, em pe-so, da mistura, nas modalidades de cerca de 0,5 a cerca de 15 por cento,em peso, da mistura.

A mistura resultante de látex, opcionalmente em uma dispersão,estabilizador, cera opcional, dispersão de corante, coagulante opcional, eagente de agregação opcional, pode então ser agitada e aquecida até umatemperatura abaixo da Tg do látex, nas modalidades de cerca de 30°C acerca de 70°C, nas modalidades de cerca de 35°C a cerca de 65°C, por umperíodo de tempo de cerca de 0,2 hora a cerca de 6 horas, nas modalidadesde cerca de 0,3 hora a cerca de 5 horas, para formar as partículas agregadas.

Nas modalidades, uma cobertura externa opcional pode entãoser formada sobre as partículas agregadas, antes da coalescência. Ondeusado, o látex da cobertura externa pode ser aplicado por qualquer métododentro do campo de ação daqueles versados na técnica, incluindo a imer-são, a pulverização, e similares. Nas modalidades, uma cobertura externapode ser aplicada adicionando-se látex adicional às partículas agregadas epermitindo-se que este látex adicionai agregue sobre a superfície das partí-culas, desse modo formando uma cobertura externa sobre elas. Qualquerresina dentro do campo de ação daqueles versados na técnica, incluindoaquelas resinas descritas acima, pode ser utilizada como um látex da cober-tura externa. Nas modalidades, um copolímero de estireno-acrilato de n-butila pode ser utilizado para formar o látex da cobertura externa. Nas moda-lidades, o látex utilizado para formar a cobertura externa pode ter uma tem-peratura de transição vítrea de cerca de 35°C a cerca de 75°C, nas modali-dades de cerca de 40°C a cerca de 70°C.

O látex da cobertura externa pode ser aplicado até que o tama-nho final desejado das partículas de toner seja atingido, nas modalidades decerca de 2 micra a cerca de 10 micra, em outras modalidades de cerca de 4micra a cerca de 8 micra.

Coalescência

As partículas agregadas são subseqüentemente coalescidas. Acoalescência pode incluir a agitação e o aquecimento em uma temperaturade cerca de 80°C a cerca de 99°C, por um período de cerca de 0,5 a cercade 12 horas, e nas modalidades de cerca de 1 a cerca de 6 horas. A coales-cência pode ser acelerada por agitação adicional.

Nas modalidades, um pó de metal de transição e/ou um sal demetal de transição podem ser adicionados à mistura de látex, corante, ceraopcional, e quaisquer aditivos, no começo do processo de coalescência. Osmetais adequados incluem, por exemplo, o cobre, o zinco, o ferro, o cobalto,o níquel, o molibdênio, o manganês, o cromo, o vanádio, e/ou o titânio, bemcomo as ligas de metais, tais como as ligas de cobre/zinco.

Tratamentos Subsequentes

Nas modalidades, o pH da mistura pode então ser diminuído pa-ra de cerca de 3,5 a cerca de 6 e, nas modalidades, para de cerca de 3,7 acerca de 5,5 com, por exemplo, um ácido, para coalescer adicionalmente osagregados de toner. Os ácidos adequados incluem, por exemplo, o ácidonítrico, o ácido sulfúrico, o ácido clorídrico, o ácido cítrico e/ou o ácido acéti-co. A quantidade de ácido adicionado pode ser de cerca de 0,1 a cerca de30 por cento, em peso, da mistura, e nas modalidades de cerca de 1 a cercade 20 por cento, em peso, da mistura.

A mistura pode ser esfriada, lavada e secada. O esfriamento po-de ser em uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 40°C, nas modali-dades de cerca de 22°C a cerca de 30°C, durante um período de tempo decerca de 1 hora a cerca de 8 horas, nas modalidades de cerca de 1,5 hora acerca de 5 horas.

Nas modalidades, o esfriamento de uma pasta semifluida de to-ner coalescido pode incluir a tempera por adição de um meio de esfriamento,tal como, por exemplo, o gelo, o gelo seco e similar, para efetuar o esfria-mento rápido até uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 40°C, nasmodalidades de cerca de 22°C a cerca de 30°C. A têmpera pode ser possí-vel para pequenas quantidades de toner, tais como, por exemplo, menos doque cerca de 2 litros, nas modalidades de cerca de 0,1 litro a cerca de 1,5litro. Para os processos em escala maior, tais como, por exemplo, maioresdo que cerca de 10 litros de tamanho, o esfriamento rápido da mistura detoner pode não ser possível ou prático, nem pela introdução de um meio deesfriamento na mistura de toner, ou pelo uso de esfriamento de reator comcamisa.

A pasta semifluida de toner pode então ser lavada. A lavagempode ser realizada em um pH de cerca de 7 a cerca de 12, nas modalidadesem um pH de cerca de 9 a cerca de 11. A lavagem pode ser em uma tempe-ratura de cerca de 30°C a cerca de 70°C, nas modalidades de cerca de 40°Ca cerca de 67°C. A lavagem pode incluir a filtração e a formação novamentede uma torta de filtro que inclui as partículas de toner em água desionizadaem uma pasta semifluida. A torta de filtro pode ser lavada uma ou mais ve-zes por água desionizada, ou lavada por uma única lavagem com água de-sionizada em um pH de cerca de 4, onde o pH da pasta semifluida é ajusta-do com um ácido, e seguido opcionalmente por uma ou mais lavagens comágua desionizada.

A secagem pode ser efetuada em uma temperatura de cerca de35°C a cerca de 75°C, e nas modalidades de cerca de 45°C a cerca de60°C. A secagem pode ser continuada até que o nível de umidade das partí-culas esteja abaixo de um alvo de ajuste de cerca de 1 % em peso, nas mo-dalidades de menos do que cerca de 0,7% em peso.

Espacadores

Nas modalidades, as partículas de toner formadas conformedescrito acima podem ter moléculas espaçadoras adicionadas a elas comoum aditivo de superfície. Nas modalidades, tais aditivos podem ser adiciona-dos após a coalescência. Por exemplo, podem ser incluídos aditivos de su-perfície poliméricos grandes com uma composição de toner da presentedescrição, como um espaçador, para impedir que as partículas de toner adi-ram ao cilindro de revelação, desse modo reduzindo a incidência de defeitosde impressão, tais como a formação de fantasmas, as faixas brancas, e abaixa densidade do toner sobre as imagens. Conforme usados neste docu-mento, os aditivos de superfície poliméricos grandes, também referidos aqui,nas modalidades, como espaçadores poliméricos grandes, podem ter umdiâmetro médio de volume de cerca de 90 nm a cerca de 700 nm, nas moda-lidades de cerca de 100 nm a cerca de 300 nm.

Os espaçadores poliméricos grandes adequados incluem, nasmodalidades, os polímeros, tais como os poliestirenos, os fluorcarbonetos,os poliuretanos, as poliolefinas, que incluem os polimetilenos de alto pesomolecular, os polietilenos de alto peso molecular, e os polipropilenos de altopeso molecular, e os poliésteres, que incluem os acrilatos, os metacrilatos,os metacrilatos de metila, e as combinações dos mesmos. Os espaçadorespoliméricos grandes específicos que podem ser utilizados incluem o po-li(metacrilato de metila), os acrilatos de estireno, o poliestireno, os metacrila-tos fluorados, os poli(metacrilatos de metila) fluorados, e as combinaçõesdos mesmos.

Os espaçadores poliméricos grandes podem ser adicionados demodo que eles estejam presentes em uma quantidade de cerca de 0,01% acerca de 1,25% em peso das partículas de toner, nas modalidades de cercade 0,1% a cerca de 1% em peso das partículas de toner.

Em algumas modalidades, os espaçadores poliméricos grandespodem ser submetidos a tratamentos da superfície. Tais tratamentos inclu-em, por exemplo, a aplicação de silício, zinco, combinações dos mesmos, esimilares, às partículas de espaçadores poliméricos grandes. Nas modalida-des, o silício e o zinco podem ser combinados e adicionados à superfície deum espaçador polimérico grande, com o silício presente em uma quantidadede cerca de 40 ppm a cerca de 120 ppm, nas modalidades de cerca de 90ppm a cerca de 100 ppm, e o zinco pode estar presente em uma quantidadede cerca de 1200 ppm a cerca de 4000 ppm, nas modalidades de cerca de2700 ppm a cerca de 3000 ppm. A razão de silício para zinco pode, assim,ser de cerca de 1:2 a cerca de 1:8, nas modalidades de cerca de 1:3 a cercade 1:5.

Os outros tratamentos da superfície adequados, para o espaça-dor polimérico grande, incluem os revestimentos, tais como os óleos de sili-cone, os siloxanos que incluem o polidimetilsiloxano, o octametilciclotetrassi-loxano, os silanos que incluem - o γ-amino trimetóxi silano, e o dimetildiclo-rossilano (DDS), os silazanos que incluem o hexametildissilazano (HMDS),outros compostos de silício, tais como o cloreto de dimetiloctadecil-3-trimetóxi (silila) propil amônio, bem como os salicilatos de metais que utili-zam metais tais como o ferro, o zinco, o alumínio, o magnésio, e as combi-nações dos mesmos.

Os espaçadores poliméricos grandes podem ser combinadoscom as partículas de toner utilizando qualquer método dentro do campo deação daqueles versados na técnica, incluindo a combinação, a mistura, amoagem em cilindros, e as combinações das mesmas, e similares, de modoque os espaçadores poliméricos grandes tornem-se unidos à superfície daspartículas de toner. Nas modalidades, os espaçadores poliméricos grandespodem ser combinados com as partículas de toner por mistura em uma velo-cidade de cerca de 800 revoluções por minuto (rpm) a cerca de 3800 rpm,nas modalidades de cerca de 1400 rpm a cerca de 3200 rpm, por um perío-do de tempo de cerca de 5 minutos a cerca de 25 minutos, nas modalidadesde cerca de 7 minutos a cerca de 15 minutos.

As partículas resultantes com os espaçadores podem possuiruma área de superfície de cerca de 0,80 m2/g a cerca de 3,5 m2/g, nas mo-dalidades de cerca de 0,98 m2/g a cerca de 1,5 m2/g, como determinada pe-lo método de Brunauer, Emmett e Teller (BET).

Outros Aditivos

Nas modalidades, as partículas de toner podem também conteroutros aditivos opcionais, conforme desejado ou requerido. Por exemplo, otoner pode incluir agentes adicionais de controle de carga positiva ounegativa, por exemplo, em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 10por cento, em peso, do toner, nas modalidades de cerca de 1 a cerca de 3por cento, em peso, do toner. Os exemplos de agentes de controle de cargaadequados incluem os compostos de amônio quaternário que incluem oshalogenetos de alquíl piridínio; os bissulfatos; os compostos de alquilpiridínio, incluindo aqueles divulgados na Patente U.S Ns 4.298.672, cujadescrição é, pelo presente, incorporada por referência em sua totalidade; ascomposições orgânicas de sulfato e sulfonato, incluindo aquelas divulgadasna Patente U.S. Ns 4.338.390, cuja descrição é, pelo presente, incorporadapor referência em sua totalidade; os tetrafluorboratos de cetil piridínio; o metilsulfato de diestearil dimetil amônio; os sais de alumínio tais comoBONTRON® E-84 ou BONTRON® E88 (Hodogaya Chemical); ascombinações dos mesmos, e similares. O BONTRON® E-84 é um complexode zinco de ácido 3,5-di-terc-butilsalicílico na forma de pó. O BONTRON® E-88 é uma mistura de hidroxialumínio-bis[benzoato de 2-hidróxi-3,5-di-terc-butila] e ácido 3,5-di-terc-butilsalicílico.

Também podem ser combinadas com as partículas de toner aspartículas de aditivos externas, incluindo os aditivos que auxiliam o fluxo,aditivos estes que podem estar presentes sobre a superfície das partículasde toner. Os exemplos destes aditivos incluem os óxidos de metais, taiscomo o óxido de titânio, o dióxido de titânio, o oxido de silício, o dióxido desilício, o óxido de estanho, as suas misturas, e similares; as sílicas coloidaise amorfas, tais como o AEROSIL®, os sais de metais e os sais de metais deácido graxos, incluindo o estearato de zinco, o estearato de estrôncio, oestearato de cálcio, os óxidos de alumínio, os óxidos de cério, e as misturasdos mesmos. Cada um destes aditivos externos pode estar presente emuma quantidade de cerca de 0,1 por cento, em peso, a cerca de 5 por cento,em peso, do toner, nas modalidades de cerca de 0,25 por cento, em peso, acerca de 3 por cento, em peso, do toner. Os aditivos adequados incluemaqueles divulgados nas Patentes U.S. N- 3.590.000, 3.800.588, e6.214.507, cujas descrições de cada uma são, pelo presente, incorporadaspor referência em sua totalidade.

Nas modalidades, o tamanho dos aditivos utilizados pode variar.

Assim, nas modalidades, um aditivo utilizado, além do espaçador poliméricogrande descrito acima, pode ter um diâmetro médio de volume de cerca de 5nm a cerca de 600 nm, dependendo do aditivo. Por exemplo, a sílica peque-na pode ter um diâmetro médio de volume de cerca de 5 nm a cerca de 20nm, a sílica média pode ter um diâmetro médio de volume de cerca de 30nm a cerca de 50 nm; a sílica grande pode ter um diâmetro médio de volumede cerca de 60 nm a cerca de 180 nm; a titânia pequena pode ter um diâme-tro médio de volume de cerca de 10 nm a cerca de 30 nm; a titânia médiapode ter um diâmetro médio de volume de cerca de 40 nm a cerca de 70 nm;a titânia grande pode ter um diâmetro médio de volume de cerca de 80 nm acerca de 150 nm; o oxido de alumínio pode ter um diâmetro médio de volu-me de cerca de 13 nm a cerca de 100 nm; o óxido de cério pode ter um diâ-metro médio de volume de cerca de 300 nm a cerca de 600 nm; e o titanatode estrôncio pode ter um diâmetro médio de volume de cerca de 50 nm acerca de 200 nm.

O estearato de zinco e o estearato de cálcio podem ser maiores,com um diâmetro médio de volume de cerca de 200 nm a cerca de 10 μίτι,nas modalidades cerca de 1 μιη.

Onde forem utilizados aditivos adicionais além do espaçador po-limérico grande, o espaçador polimérico grande pode estar presente em umaquantidade de cerca de 0,05% a cerca de 1 %, em peso, do toner, nas moda-Iidades de cerca de 0,1% a cerca de 0,5%, em peso, do toner, enquanto osegundo aditivo pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,05%a cerca de 0,8%, em peso, do toner, nas modalidades de cerca de 0,1% acerca de 0,3%, em peso, do toner. Nas modalidades, pode ser incluído umterceiro aditivo ou mais, por exemplo, o dióxido de titânio, para o controledas características de umidade relativa, em uma quantidade de cerca de0,01% a cerca de 0,3%, em peso, do toner, nas modalidades de cerca de0,05% a cerca de 0,15%. Podem também ser usados outros aditivos na mis-tura, dependendo das interações desejadas de desempenho e hardware.

Os aditivos de superfície acima mencionados podem ser utiliza-dos para otimizar o carregamento e a distribuição de carga de um toner. Porexemplo, os espaçadores poliméricos grandes aqui contidos podem atuarcomo um espaçador para impedir a aderência do toner ao cilindro de revela-ção, desse modo reduzindo a incidência de defeitos de impressão, tais comoa formação de fantasmas, as faixas brancas, e a baixa densidade do tonersobre as imagens.

Nas modalidades, a mistura de espaçadores poliméricos gran-des, opcionalmente em combinação com outros aditivos, pode conferir car-gas triboelétricas ao toner. Os toners da presente descrição podem, assim,ter uma carga triboelétrica em torno de 40 μθ/g até cerca de 90 μθ/g, nasmodalidades de cerca de 50 μθ/g a cerca de 80 μθ/g.

À medida que o carregamento das partículas de toner puder seraumentado, podem ser requeridos menos aditivos de superfície, e o carre-gamento de toner final pode, assim, ser maior, para atender as exigênciasde carregamento da máquina.Partículas de Toner

Os toners produzidos de acordo com a presente descrição po-dem possuir excelentes características de carregamento quando expostosàs condições de umidade relativa (UR) extremas. A zona de baixa umidade(zona C) é cerca de 10°C/15% de UR, enquanto que a zona de alta umidade(zona A) é cerca de 28°C/85% de UR. Os toners da presente descriçãopodem também possuir uma razão de carga de toner original por massa(Q/M) de cerca de -3 μθ/g a cerca de -35 μθ/g, e um carregamento de tonerfinal após a mistura de aditivos de superfície de -5 μθ/g a cerca de -50 μθ/g.

O índice de Fluxo da Fusão (MFI) dos toners produzidos de a-cordo com a presente descrição pode ser determinado por métodos dentrodo campo de ação daqueles versados na técnica, incluindo o uso de umplastômetro. Por exemplo, o MFI do toner pode ser medido em um plastôme-tro de extrusão Tinius Olsen em torno de 125°C, com cerca de 5 quilogra-mas de força de carga. As amostras podem então ser distribuídas no tamboraquecido do registrador de índice da fusão, equilibradas por um tempo apro-priado, nas modalidades de cerca de cinco minutos a cerca de sete minutos,e então a força de carga de cerca de 5 kg pode ser aplicada ao pistão doregistrador de índice da fusão. A carga aplicada sobre o pistão força a amos-tra derretida para fora de uma abertura de orifício predeterminada. O tempopara o teste pode ser determinado quando o pistão percorresse 2,54 centí-metros (uma polegada). O fluxo da fusão pode ser calculado pelo uso dotempo, da distância, e do volume de peso extraídos durante o procedimentode teste.

O MFI, conforme usado neste documento, desse modo, inclui,nas modalidades, por exemplo, o peso de um toner (em gramas) que passaatravés de um orifício de comprimento L e diâmetro D, em um período de 10minutos, com uma carga aplicada especificada (conforme observado acima,5 kg). Uma unidade de MFI de 1, assim, indica que somente 1 grama do to-ner passou através do orifício, sob as condições especificadas, no tempo de10 minutos. As "unidades de MFI", como usadas neste documento, portanto,referem-se às unidades de gramas por 10 minutos.

Os toners da presente descrição, submetidos a este procedi-mento, podem ter MFI variado, dependendo do pigmento utilizado para for-mar o toner. Nas modalidades, um toner preto da presente descrição podeter um MFI de cerca de 30 g/10 min a cerca de 50 g/10 min, nas modalida-des de cerca de 36 g/10 min a cerca de 47 g/10 min; um toner azul-esverdeado pode ter um MFI de cerca de 30 g/10 min a cerca de 50 g/10min, nas modalidades de cerca de 36 g/10 min a cerca de 46 g/10 min; umtoner amarelo pode ter um MFI de cerca de 12 g/10 min a cerca de 50 g/10min, nas modalidades de cerca de 16 g/10 min a cerca de 35 g/10 min; e umtoner de magenta pode ter um MFI de cerca de 45 g/10 min a cerca de 55g/10 min, nas modalidades de cerca de 48 g/10 min a cerca de 52 g/10 min.

Em um aparelho eletrofotográfico, a temperatura mais baixa naqual o toner adere ao cilindro do fusor é chamada a temperatura de impres-são em offset fria, a temperatura máxima na qual o toner não adere ao cilin-dro do fusor é chamada a temperatura de impressão em offset quente.Quando a temperatura do fusor exceder a temperatura de impressão emoffset quente, algo do toner derretido adere ao cilindro do fusor durante afixação, é transferido para substratos subsequentes (fenômeno conhecidocomo "impressão em offset"), e resulta, por exemplo, em imagens borradas.Entre as temperaturas de impressão em offset fria e quente do toner está atemperatura de fixação mínima (MFT), que é a temperatura mínima na qualocorre a adesão aceitável do toner ao meio de suporte. A diferença entre atemperatura de fixação mínima e a temperatura de impressão em offsetquente é chamada a latitude de fusão. Conforme será reconhecido por al-guém versado na técnica, a reologia dos toners, especialmente em altastemperaturas, pode ser afetada pelo comprimento da cadeia polimérica utili-zada para formar a resina aglutinante, bem como qualquer reticulação oupela formação de uma rede polimérica na resina aglutinante.

Os toners da presente descrição podem possuir temperaturas deimpressão em offset frias maiores do que cerca de 130°C, nas modalidadesde cerca de 130°C a cerca de 140°C, nas modalidades de cerca de 134°C acerca de 137°C, e temperaturas de impressão em offset quentes maiores doque cerca de 180°C, nas modalidades de cerca de 190°C a cerca de 2100C,nas modalidades de cerca de 195°C a cerca de 205°C. A temperatura defixação mínima para os toners da presente descrição pode ser de cerca de135°C a cerca de 170°C, nas modalidades de cerca de 140°C a cerca de160°C.

As partículas de um toner de SCD não-magnética da presentedescrição podem ter um diâmetro médio de volume de cerca de 4 micra acerca de 8 micra, nas modalidades de cerca de 5 micra a cerca de 7 micra.A distribuição de tamanho geométrico médio numérico (GSDn) e/ou a Distri-buição de Tamanho Geométrico Médio de Volume (GSDv) de um toner dapresente descrição podem ser de cerca de 1,1 a cerca de 1,35, nas modali-dades de cerca de 1,15 a cerca de 1,25, como determinadas por um anali-sador de partículas Layson Cell.

As características das partículas de toner podem ser determina-das por qualquer técnica e aparelho adequados. O diâmetro de partículamédio de volume D5ov, a GSDv, e a GSDn podem ser medidos por meio deum instrumento de medição, tal como um Beckman Coulter Multisizer 3,operado de acordo com as instruções do fabricante. A amostragemrepresentativa pode ocorrer como se segue: uma pequena quantidade deamostra de toner, cerca de 1 grama, pode ser obtida e filtrada através deuma peneira de 25 micrometros, então colocada em solução isotônica paraobter uma concentração de cerca de 10%, com a amostra então corrida emum Beckman Coulter Multisizer 3.

As partículas de um toner de SCD não-magnética da presentedescrição podem ter uma circularidade de cerca de 0,9 a cerca de 0,99 (me-dida com, por exemplo, um analisador Sysmex FIPA 2100).

Os toners de revelação de um único componente não-magnéticada presente descrição podem possuir uma viscosidade dinâmica de cerca de102 poise a cerca de 106 poise, nas modalidades de cerca de 103 poise acerca de 105 poise. Além disso, uma SCD não-magnética da presente des-crição pode ter um módulo de elasticidade de cerca de 103 dinas/cm2 a cer-ca de 106 dinas/cm2, nas modalidades de cerca de 104 dinas/cm2 a cerca de105 dinas/cm2, como medido em 10 rad/segundo a 120°C.

Conforme observado acima, nas modalidades, o toner da pre-sente invenção pode ser usado como o componente de toner de diversosreveladores, incluindo os reveladores de um único componente não-magnéticos. Os aditivos de superfície, incluindo os espaçadores poliméricosgrandes descritos acima, podem ser adicionados às composições de tonerda presente descrição, após a lavagem ou a secagem. Os aditivos de super-fície podem desempenhar uma função importante na SCD não-magnética. Amedida que as partículas de toner são comprimidas e cortadas entre a pinçada lâmina de carregamento/medição e o cilindro de revelação, as partículasde toner começam a perder a sua capacidade de revelar. Assim, é importan-te manter a capacidade de carga e a fluxibilidade do toner por toda a vida útilda CRU.

Uma outra propriedade dos toners da presente invenção é a ex-celente coesividade das partículas. Quanto maior a coesividade, menos aspartículas de toner são capazes de fluir. A coesividade pode ser determinadautilizando métodos dentro do campo de ação daqueles versados na técnica,nas modalidades colocando-se uma massa de toner conhecida, por exem-plo, dois gramas, sobre o topo de uma série de cerca de três peneiras, porexemplo, com malhas de peneira de cerca de 53 micra, cerca de 45 micra, ecerca de 38 micra, na ordem do topo até o fundo, e vibrando-se as peneirase o toner por um tempo fixo, em uma amplitude de vibração fixa, por exem-plo, durante cerca de 115 segundos em torno de uma amplitude de vibraçãode 1 milímetro. Um dispositivo que pode ser utilizado para efetuar esta medi-ção inclui o Hosokawa Powders Tester, comercialmente disponível da Mi-cron Powders Systems. O valor de coesão do toner é relacionado à quanti-dade de toner que permanece sobre cada uma das peneiras, no final do pe-ríodo. Um valor de coesão de 100% corresponde a todo toner que permane-ce sobre o topo da peneira no final da etapa de vibração e um valor de coe-são de zero corresponde a todo toner que passa através de todas as trêspeneiras, ou seja, nenhum toner permanecendo sobre quaisquer das trêspeneiras no final da etapa de vibração. Quanto maior o valor de coesão, me-nor a fluxibilidade do toner.

Os toners da presente descrição podem ter uma coesividadecomo determinada acima, utilizando um Hosokawa Powder Tester, por e-xemplo, de cerca de 5% a cerca de 40%, nas modalidades de cerca de 8% acerca de 28% para todas as cores que utilizam o toner da presente descrição.

Usos

O toner de acordo com a presente descrição pode ser usado emuma variedade de dispositivos de formação de imagens, incluindo as im-pressoras, as máquinas de copiar, e similares. Os toners gerados de acordocom a presente descrição são excelentes para processos de formação deimagens, especialmente os processos eletrofotográficos, tais como os pro-cessos xerográficos, que podem operar com uma eficiência de transferênciade toner em excesso de cerca de 90 por cento, tais como aqueles com umprojeto de máquina compacta sem um limpador ou aqueles que são projeta-dos para proporcionar imagens coloridas de alta qualidade, com excelenteresolução da imagem, razão de sinal para ruído aceitável, e uniformidade daimagem. Ademais, os toner da presente descrição podem ser selecionadospara os processos eletrofotográficos de formação de imagem e impressão,tais como os sistemas e os processos de formação de imagem digitais.

O processo de formação de imagens inclui a geração de umaimagem em um aparelho de impressão eletrônica e, após isso, a revelaçãoda imagem com uma composição de toner da presente descrição. A forma-ção e a revelação de imagens sobre a superfície de materiais fotocondutorespor meio eletrostático está dentro do campo de ação daqueles versados natécnica. O processo xerográfico básico envolve colocar uma carga eletrostá-tica uniforme sobre uma camada isolante fotocondutora, expor a camada auma imagem de luz e sombra para dissipar a carga sobre as áreas da ca-mada expostas à luz, e revelar a imagem eletrostática latente resultante pordepósito, sobre a imagem, de um material eletroscópico finamente dividido,referido na técnica como "toner". O toner normalmente será atraído para asáreas descarregadas da camada, com isso formando uma imagem de tonerque corresponde à imagem eletrostática latente. Esta imagem de pós podeentão ser transferida para uma superfície de suporte, tal como um papel. Aimagem transferida pode ser subseqüentemente afixada de modo perma-nente à superfície de suporte, como por calor.

A revelação pode ocorrer via revelação da área de descarga. Narevelação da área de descarga, o fotorreceptor é carregado e então as áreasa serem reveladas são descarregadas. Os campos de revelação e as cargasdo toner são tais que o toner é repelido pelas áreas carregadas sobre o fo-torreceptor e atraído para as áreas descarregadas. Este processo de revela-ção é usado em scanners a laser.Em outras modalidades, a revelação pode também ser efetuadapelo processo de revelação de escova magnética, divulgado na Patente U.S.N2 2.874.063, cuja descrição é, pelo presente, incorporada por referência emsua totalidade. Este método envolve o carregamento de um material revela-dor contendo o toner da presente descrição e partículas de veículos magné-ticos por um imã. O campo magnético do ímã causa o alinhamento dos veí-culos magnéticos em uma configuração do tipo escova, e esta "escova mag-nética" é colocada em contato com a superfície do fotorreceptor que contéma imagem eletrostática. As partículas de toner são retiradas da escova paraa imagem eletrostática por atração eletrostática para as áreas descarrega-das do fotorreceptor, e resulta a revelação da imagem. Nas modalidades, oprocesso de escova magnética condutora é usado onde o revelador com-preender partículas de veículos condutoras e for capaz de conduzir uma cor-rente elétrica entre o imã polarizado através das partículas de veículos parao fotorreceptor.

Formação de Imagens

Os métodos de formação de imagens são também previstos comos toners divulgados neste documento. Tais métodos incluem, por exemplo,algumas das patentes mencionadas acima e as Patentes U.S. N—4.265.990, 4.858.884, 4.584.253 e 4.563.408, cujas descrições de cada umasão, pelo presente,-incorporadas por referência em sua totalidade. O pro-cesso de formação de imagens inclui a geração de uma imagem em um apa-relho de reconhecimento de caractere de imagem magnética de impressãoeletrônica e, após isso, a revelação da imagem com uma composição detoner da presente descrição. A formação e a revelação de imagens sobre asuperfície dos materiais fotocondutores por meio eletrostático está dentro docampo de ação daqueles versados na técnica. O processo xerográfico bási-co envolve colocar uma carga eletrostática uniforme sobre uma camada iso-lante fotocondutora, expor a camada a uma imagem de luz e sombra paradissipar a carga sobre as áreas da camada expostas à luz, e revelar a ima-gem eletrostática latente resultante por depósito, sobre a imagem, de ummaterial eletroscópico finamente dividido, por exemplo, o toner. O toner nor-malmente será atraído para aquelas áreas da camada, as quais conservamuma carga, com isso formando uma imagem de toner que corresponde àimagem eletrostática latente. Esta imagem de pós pode então ser transferidapara uma superfície de suporte, tal como um papel. A imagem transferidapode ser subseqüentemente afixada de modo permanente à superfície desuporte, por calor. Em vez da formação da imagem latente carregando uni-formemente a camada fotocondutora e então expondo a camada a uma i-magem de luz e sombra, pode-se formar a imagem latente carregando-sediretamente a camada na configuração de imagem. Após isso, a imagem depós pode ser fixada à camada fotocondutora, eliminando-se a transferênciade imagem de pós. Outros meios de fixação adequados, tais como o trata-mento com solvente ou de revestimento protetor adicional, podem substituira etapa de fixação por calor precedente.

Os exemplos a seguir estão sendo apresentados para ilustrar asmodalidades da presente descrição. Estes Exemplos são pretendidos paraserem ilustrativos somente e não são pretendidos para limitar o escopo dapresente descrição. Também, as partes e as porcentagens são em peso, anão ser que de outro modo indicado. Conforme usada neste documento, a"temperatura ambiente" refere-se a uma temperatura de cerca de 20°C acerca de 25°C.

Exemplos

Exemplo 1

As partículas de toner de EA foram preparadas em um processode batelada. O Látex 1 foi preparado como se segue. A um reator de 7,57litros (2 galões) com um agitador de aço inoxidável, condensador, entrada denitrogênio, termômetro, adaptador de termopar 12R, e serpentina de esfria-mento interna, foi adicionado o seguinte material. Cerca de 2902 gramas deágua desionizada e cerca de 41 gramas de dodecil difenilóxido dissulfonatode sódio foram carregados e levados para uma temperatura interna de 75°C.

Isto foi deixado agitar em torno de 150 rpm por um mínimo de cerca de 30minutos, sob fluxo de nitrogênio, para deslocar o oxigênio.

Uma mistura de cerca de 1581 gramas de estireno, cerca de 58gramas de acrilato de beta-carboxietila (β-CEA), cerca de 7 gramas de dia-crilato de dodecanodiol (A-DOD), cerca de 7,25 gramas de dodecanotiol ecerca de 354 gramas de acrilato de butila foi produzida por dispersão, sobcondições de alto cisalhamento, em um vaso de mistura separado, para for-mar uma emulsão homogênea.

O reator foi então carregado com cerca de 30 gramas da emul-são antes mencionada, como um monômero de semente. O monômero desemente foi deixado agitar por cerca de 10 minutos, para dispersar o monô-mero na fase de água com o tensoativo. Para iniciar a polimerização, umamistura de cerca de 29 gramas de persulfato de amônio (APS) dissolvidosem cerca de 144 ml_ de água desionizada foi adicionada ao reator. Assimque ocorreu o início, o qual estava evidente por um aspecto branco turvo, aemulsão homogeneizada restante do vaso de mistura foi alimentada em umataxa controlada, para deixar as partículas crescerem até o seu tamanho de-sejado de cerca de 190 nm a cerca de 260 nm. Após a adição de monômeroestar completa, a polimerização foi deixada continuar por cerca de 2 horas,em torno de 75°C, para completar a conversão de monômero em polímero.

O látex resultante, Látex 1 (resina de estireno/acrilato de butila),tinha um Mw de cerca de 55 kpse e uma Tg de cerca de 55°C, como deter-minados por GPC e DSC.

Síntese do toner:

As formulações de toner de E/A foram preparadas usando a re-sina de estireno/acrilato de butila antes mencionada (Látex 1). Os compo-nentes a seguir foram primeiramente homogeneizados, então misturados emtorno de 60°C: a resina, o pigmento (os corantes sendo o Pigmento amarelo74, o Pigmento azul 15:3, o preto Regai 330 e uma combinação de pigmentovermelho 122 e pigmento vermelho 238), a cera de polietileno, e o po-li(cloreto de alumínio) (ou outro agente coagulante). As partículas na misturaforam deixadas crescer até o tamanho desejado de cerca de 5,6 μίτι. A co-bertura externa foi então adicionada até que o tamanho de partícula apropri-ado fosse atingido de cerca de 7 μιτι a cerca de 8 μίτι, e então o crescimentofoi interrompido com a adição de uma base, tal como o hidróxido de sódio, eajustou-se até um pH de cerca de 4,5. As partículas foram então coalescidasem uma temperatura elevada de cerca de 98°C, até que um formato de bata-ta fosse atingido (medido usando o Malvem Sysmex FPIA e3000). As partí-culas foram então peneiradas a úmido, lavadas por filtração, e liofilizadas.

As partículas resultantes foram então retiradas e misturadas co-mo toner com a adição de um espaçador polimérico grande que inclui umpoli(metacrilato de metila) (espaçador de PMMA) tendo um tamanho de cer-ca de 150 nm, comercialmente disponível como ESPRIX 1451 da Esprix te-chnologies. Outros espaçadores foram adicionados para formar diferentestoners, incluindo a sílica pequena (sílica tratada com octil silano a 12 nm); asílica média (polidimetil siloxano a 40 nm); e a titânia pequena (titânia derutilo a 15 nm). O toner foi formado por mistura em um misturador Henschelde 10 litros, em diversas quantidades.

Os toners foram então colocados em teste (condições ambientee de baixa umidade relativa (RH), ciclo de impressão contínuo desligado) emuma máquina de SCD Hewlett Packard 3800, usando cartuchos de recargaque incluíam os toners acima mencionados após o uso inicial (FOC ou ciclode um campo). Os toners OEM da Hewlett Packard (toner HP OEM), tendosomente a sílica como aditivo de superfície, foram testados sob as mesmascondições que um controle.

O teste das formulações com sílica pequena a 1,25% e ESPRIX1451 a 0,3% da Esprix Technologies mostrou baixo fundo, nenhum acúmulode aditivo de toner (TAB), pouco mosqueado e nenhum problema de defeitode limpeza (ver a tabela 1 abaixo). A Q/M fora do Revelador é resumida a-baixo, na tabela 1.

Tabela 1

Q/M Fora do Cilindro Revelador (Máquinas DAA 3800)<table>table see original document page 37</column></row><table>

A sílica pequena é a sílica a 12 nm (octil silano).A titânia pequena é a titânia de (rutilo a 15 nm).A sílica média é a sílica de (PDMS a 40 nm).

Foi gerado dado adicional por teste de impressão e medições dedesempenho, com o pacote de aditivos e os resultados resumidos na tabela2 abaixo. 5 amostras foram corridas com diversos pacotes de aditivos (teste1-teste 5). O controle era o toner OEM da Hewlett Packard1 incluindo umaresina de estireno/acrilato de butila tendo um tamanho de partícula de apro-ximadamente 7μπθ uma circularidade de cerca de 0,98. Este toner incluiuo Pigmento amarelo 93, uma combinação de Pigment red 122, o pigmentoazul 15:3, e um negro-de-fumo. O toner também possuía aproximadamente1,2% de sílica de superfície, pequena, que foi firmemente aderida a ele.<table>table see original document page 38</column></row><table><table>table see original document page 39</column></row><table>aditivos pequenos = Sílica pequena (sílica a 12 nm (octil silano))

E-88 é o E-88 BONTRON® (da Hodogaya Chemical), uma mistu-ra de hidroxialumínio-bis[benzoato de 2-hidróxi-3,5-di-terc-butila] e ácido 3,5-di-terc-butilsalicílico.

O dado de teste de impressão é apresentado na figura, a qual éum gráfico da Q/M fora do cilindro revelador. Os diamantes representam otoner tanto com o BONTRON E88 quanto o material de ESPRIX incorpora-dos, que aumentaram a carga em baixos níveis. Os triângulos representam otoner tendo somente o BONTRON E88 sozinho. O dado foi gerado em umaimpressora de SCD. As impressões foram examinadas para a densidade deárea sólida (SAD), a porcentagem de fundo (o nível O sendo nenhum visto, onível 4 o pior) com base no número de amostras; o TAB era o acúmulo deaditivo de toner que produz defeitos de impressão; a limpeza era o que nãofoi removido da máquina e acabou sobre as impressões como manchas;mosqueado era a homogeneidade insatisfatória da imagem; a recarga foicausada pelo fluxo insatisfatório do toner, criando diferenças de padrões deluz e escuridão; o rendimento era o número de impressões por cartucho; e aformação de filme era o defeito de impressão causado por um acúmulo deaditivos na máquina, diminuindo a qualidade da imagem.

A figura mostra que ter o espaçador muito grande auxiliou o car-regamento contra a Lâmina de Limpeza, resultando em alta Q/M, desse mo-do melhorando os sólidos e o fundo. Conforme pode ser visto a partir da fi-gura, a formulação de toner com ciano desempenhou similarmente ao tonerOEM, e mostrou excelente densidade e desempenho de vida útil. A formula-ção com amarelo (igual ao pacote de aditivo de ciano) mostrou boas propri-edades de densidade e vida útil, com características similares ao toner OEM.O dado mostrou que ter o espaçador muito grande auxiliou com o carrega-mento contra a Lâmina de Limpeza, resultando em alta Q/M, com isso sólidoe fundo aperfeiçoados.

As formulações com preto usando a sílica a 1,25% e os espaça-dores de PMMA a 0,3% foram mostradas terem problemas com o fim dofundo de vida útil, o TAB (acúmulo de aditivo de toner) por toda a vida útil e omosqueado. As formulações com CCA a 0,05% mostraram aperfeiçoamento,porém alguns problemas de TAB eram ainda evidentes. Pela incorporaçãode mais CCA a 0,2% no toner, mostrou-se que o TAB e o fundo foram adi-cionalmente reduzidos e a densidade e o desempenho de vida útil foram ex-celentes. Isto foi demonstrado em ambas as zonas ambiente e seca comresultados igualmente aceitáveis. O aperfeiçoamento na Q/M foi obtido poradição de uma pequena quantidade de CCA externo ao projeto.

O toner com magenta teve problemas similares com o desem-penho usando somente a sílica a 1,25% e o espaçador de PMMA a 0,3%. Aincorporação adicional de titânia a 0,05% proporcionou melhor sensibilidadeà UR controlada. O nível de PMMA foi diminuído para 0,2% para melhorar osproblemas com o acúmulo de aditivo de toner (TAB). O resultado foi umaformulação de sílica a 1,25%, espaçadores de PMMA a 0,2% e titânia a0,05%. Esta formulação mostrou defeitos de impressão no fundo, linha verti-cal do TAB, mosqueado e inconsistência de densidade. Foi feito trabalhoadicional para aumentar esta formulação mantendo-se a sílica a 1,25%, atitânia a 0,05%, reduzindo-se os espaçadores de PMMA para 0,15%, adicio-nando-se CCA a 0,05%. Isto resultou em problemas reduzidos de fundo emoderação do TAB, porém um aperfeiçoamento na consistência da densi-dade e na vida útil da página. O ajuste adicional desta formulação pela adi-ção de CCA a 0,2% mostrou densidade e vida útil da página aperfeiçoadas.

Conforme pode ser visto a partir dos dados acima mencionados,a adição de um espaçador polimérico grande (PMMA) aos toners com cianoe amarelo, em níveis de cerca de 0,1% a cerca de 0,5%, melhorou as medi-das de desempenho da impressão, tais como o fundo e a densidade de áreasólida (SAD), em comparação com os controles que somente possuíam síli-ca, bem como um ligeiro aumento na carga triboelétrica. A adição de CCAaos toners com magenta e preto resultou em nenhum problema de fundo,boa densidade de área sólida, e boa vida útil.

Será apreciado que diversas das características e funções acimadivulgadas e outras características e funções, ou suas alternativas, podemser combinadas de modo desejável em muitos outros sistemas ou aplica-ções diferentes. Também que diversas alternativas, modificações, variaçõesou aperfeiçoamentos presentemente inesperados ou não antecipados a esterespeito podem ser subseqüentemente feitos por aqueles versados na técni-ca, os quais são também pretendidos para serem incluídos pelas reivindica-ções a seguir. A não ser que especificamente descrito em uma reivindica-ção, as etapas ou os componentes das reivindicações não devem ser dedu-zidos ou importados do relatório descritivo ou quaisquer outras reivindica-ções quanto a qualquer ordem, número, posição, tamanho, formato, ângulo,cor, ou material particular.

Claims

1. Toner de um único componente compreendendouma resina de látex, epelo menos um aditivo de superfície compreendendo um espa-çador polimérico grande tendo um diâmetro médio de volume de cerca de-100 nm a cerca de 500 nm.

2. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 1, em que a resina de látex é selecionada a partir do grupo que consisteem acrilatos de estireno, butadienos estirenos, metacrilatos de estireno, poli-ésteres, e combinações dos mesmos.

3. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 1, em que o espaçador polimérico grande é selecionado a partir do gru-po que consiste em poliestirenos, fluorcarbonetos, poliuretanos, poliolefinas,poliésteres, e combinações dos mesmos.

4. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 1, e em que o espaçador polimérico grande é selecionado a partir dogrupo que consiste em polimetilenos de alto peso molecular, polietilenos dealto peso molecular, polipropilenos de alto peso molecular, poli(metacrilatode metila), acrilatos de estireno, poliestireno, poli(metacrilato de metila) fluo-rado, e combinações dos mesmos, presentes em uma quantidade de cercade 0,01% a cerca de 1,25% em peso das partículas de toner.

5. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 1, em que o espaçador polimérico grande é tratado na superfície comum componente selecionado a partir do grupo que consiste em silício, zinco,óleos de silicone, siloxanos, polidimetilsiloxano, silanos, silazanos, salicilatosde metais, e combinações dos mesmos.

6. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 1, em que o espaçador polimérico grande é tratado na superfície comuma combinação de silício e zinco, de modo que o silício esteja presente emuma quantidade de cerca de 40 ppm a cerca de 120 ppm, e o zinco estejapresente em uma quantidade de cerca de 1200 ppm a cerca de 4000 ppm.

7. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 1, em que o toner compreende um toner de agregação da emulsão não-magnético, adicionalmente compreende um corante, e opcionalmente um oumais componentes selecionados a partir do grupo que consiste em tensoati-vos, coagulantes, e opcionalmente suas misturas, e o espaçador poliméricogrande tem um diâmetro médio de volume de cerca de 90 nm a cerca de 700 nm.

8. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 1, em que a resina de látex compreende um copolímero de estire-no/acrilato de butila, e em que o toner adicionalmente compreende uma se-gunda resina de látex que forma uma cobertura externa sobre a resina delátex.

9. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 1, em que o toner possui um valor triboelétrico de cerca de 40 μθ/g acerca de 90 μθ/g, uma circularidade de cerca de 0,9 a cerca de 0,99, e umaárea de superfície de cerca de 0,8 m2/g a cerca de 3,5 m2/g.

10. Tonerde um único componente compreendendo:uma resina de látex selecionada a partir do grupo que consisteem acrilatos de estireno, butadienos estirenos, metacrilatos de estireno, ecombinações dos mesmos, epelo menos um aditivo de superfície compreendendo um espa-çador polimérico grande selecionado a partir do grupo que consiste em poli-estirenos, fluorcarbonetos, poliuretanos, poliolefinas, poliésteres, e combina-ções dos mesmos, tendo um diâmetro médio de volume de cerca de 90 nm acerca de 700 nm.

11. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 10, em que o espaçador polimérico grande é selecionado a partir dogrupo que consiste em polimetilenos de alto peso molecular, polietilenos dealto peso molecular, polipropilenos de alto peso molecular, poli(metacrilatode metila), acrilatos de estireno, poliestireno, poli(metacrilato de metila) fluo-rado, e combinações do mesmos, presentes em uma quantidade de cercade 0,01% a cerca de 1,25% em peso das partículas de toner.

12. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 10, em que o espaçador polimérico grande é tratado na superfície comum componente selecionado a partir do grupo que consiste em silício, zinco,óleos de silicone, siloxanos, polidimetilsiloxano, silanos, silazanos, salicilatosde metais, e combinações dos mesmos.

13. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 10, em que o espaçador polimérico grande é tratado na superfície comuma combinação de silício e zinco, de modo que o silício esteja presente emuma quantidade de cerca de 40 ppm a cerca de 120 ppm, e o zinco estejapresente em uma quantidade de cerca de 1200 ppm a cerca de 4000 ppm.

14. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 10, em que o toner compreende um toner de agregação da emulsãonão-magnético, adicionalmente compreende um corante, e opcionalmenteum ou mais componentes selecionados a partir do grupo que consiste emtensoativos, coagulantes, e opcionalmente suas misturas, e o espaçadorpolimérico grande tem um diâmetro médio de volume de cerca de 100 nm acerca de 300 nm.

15. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 10, em que a resina de látex compreende um copolímero de estire-no/acrilato de butila, e em que o toner adicionalmente compreende uma se-gunda resina de látex que forma uma cobertura externa sobre a resina delátex.

16. Toner de um único componente de acordo com a reivindica-ção 10, em que o toner possui um valor triboelétrico de cerca de 40 μθ/g acerca de 90 μθ/g, uma circularidade de cerca de 0,9 a cerca de 0,99, e umaárea de superfície de cerca de 0,8 m2/g a cerca de 3,5 m2/g.

17. Processo compreendendo:contatar pelo menos uma resina de látex em uma dispersão comum corante opcional, um tensoativo opcional, e uma cera opcional para for-mar partículas pequenas;agregar as partículas pequenas;coalescer as partículas pequenas para formar as partículas detoner; ecombinar com as partículas de toner pelo menos um aditivo desuperfície compreendendo um espaçador polimérico grande selecionado apartir do grupo que consiste em poliestirenos, fluorcarbonetos, poliuretanos,poliolefinas, poliésteres, e combinações dos mesmos, tendo um diâmetromédio de volume de cerca de 90 nm a cerca de 700 nm; erecuperar as partículas de toner.

18. Processo de acordo com a reivindicação 17, em que a resinade látex é selecionada a partir do grupo que consiste em acrilatos de estire-no, butadienos estirenos, metacrilatos de estireno, e combinações dos mes-mos, e em que o espaçador polimérico grande é selecionado a partir do gru-po que consiste em polimetilenos de alto peso molecular, polietilenos de altopeso molecular, polipropilenos de alto peso molecular, poli(metacrilato demetila), acrilatos de estireno, poliestireno, poli(metacrilato de metila) fluora-do, e combinações dos mesmos, presentes em uma quantidade de cerca de-0,01 % a cerca de 1,25% em peso das partículas de toner.

19. Processo de acordo com a reivindicação 17, em que os es-paçadores poliméricos grandes podem ser combinados com as partículas detoner por mistura em uma velocidade de cerca de 800 revoluções por minutoa cerca de 3800 revoluções por minuto, por um período de tempo de cercade 5 minutos a cerca de 25 minutos.

20. Processo de acordo com a reivindicação 17, em que o tonerpossui um valor triboelétrico de cerca de 40 μθ/g a cerca de 90 μθ/g, umacircularidade de cerca de 0,9 a cerca de 0,99, e uma área de superfície decerca de 0,8 m2/g a cerca de 3,5 m2/g.