BR102012027184A2 - Composição de tôner - Google Patents

Abstract

"COMPOSIÇÃO DE TÔNER" A presente invenção refere-se a um tôner contendo cera de baixa fusão dotado de um núcleo e cápsula, cujo tôner apresenta desempenho de fusão aperfeiçoado quando comparado com um tôner produzido com uma cera de alta fusão no núcleo; dotado de uma resina de núcleo com uma T<sym> igual ou menor do que a da resina da cápsula; ou ambas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSI- ÇÃO DE TÔNER".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a tôner, como um tôner de agre- gação de emulsão (EA) contendo cera de baixa fusão, um núcleo com uma Tg menor do que a Tg da cápsula, ou ambos, que apresenta um melhor de- sempenho de fusão, quando comparado com o tôner que contém uma cera de alta fusão, um núcleo com uma Tg maior do que a Tg da cápsula ou am- bos; reveladores compreendendo o referido tôner, dispositivos compreen- dendo o tôner e os reveladores, componentes de dispositivo de imageamen- to compreendendo o tôner e os reveladores, dispositivos de imageamento compreendendo os reveladores, etc.

FUNDAMENTOS

Numerosos processos encontram-se na competência dos versa- dos na técnica para preparação do tôner. A agregação de emulsão EA é um desses métodos. Esses tôners são formados por agregação de um corante com um polímero de látex formado por polimerização em emulsão.

Há uma necessidade crescente em melhorar o processo de for- mação do tôner com um melhor desempenho de fusão. SUMÁRIO

A presente invenção obtém tôners e processo para preparação de partículas de tôner com características de fusão aperfeiçoadas. Os tôners da presente invenção podem ser preparados pela incorporação de uma cera de baixa fusão para melhor desempenho de fusão. Em modalidades, uma composição de tôner é apresentada inclu-

indo uma resina do núcleo compreendendo uma cera de baixa fusão, e uma resina da cápsula onde a cera possui um ponto de fusão menor do que cer- ca de 95°C. Além disso, a Tg da resina do núcleo pode ser menor do que a Tg da resina da cápsula. O tôner pode ter uma viscosidade menor do que cerca de 1400 P, menor do que cerca de 1300 P, menor do que cerca de 1200 P.

Em modalidades, uma composição de tôner é apresentada inclu- indo uma resina do núcleo compreendendo uma cera de baixa fusão, e uma resina da cápsula, onde a cera de baixa fusão inclui uma cera de parafina, uma cera microcristalina, uma cera Montana, uma cera ozoquerita, uma cera ceresina, uma cera de vaselina ou uma cera de petróleo. Além disso, a Tg da resina do núcleo pode ser mais baixa do que a Tg da resina da cápsu- la.

Em modalidades, é apresentado um processo para melhorar o desempenho de fusão das composições de tôner, incluindo mistura de uma resina do núcleo compreendendo um tensoativo opcional, uma cera de baixa fusão, um colorante opcional e opcionalmente, um ou mais corantes diver- sos, e em seguida adição de uma resina da cápsula. A Tg da resina da cáp- sula é maior do que a Tg da resina do núcleo. A composição de tôner resul- tante apresenta métricas de reologia mais baixas e de melhor desempenho de fusão quando se compara com um tôner produzido com uma cera de maior fusão, compreendendo uma resina de núcleo tendo uma Tg igual ou maior do que aquela da resina da cápsula, ou ambas.

Em modalidades é apresentado um componente de imageamen- to compreendendo um tôner onde o tôner inclui uma resina do núcleo com- preendendo um tensoativo opcional, uma cera de baixa fusão, um corante, e opcionalmente um ou mais corantes diversos e uma resina da cápsula. A Tg da resina da cápsula pode ser maior do que a Tg da resina do núcleo.

Em modalidades, é apresentado um revelador incluindo um componente de imageamento contendo um tôner onde o tôner inclui uma resina do núcleo compreendendo um tensoativo opcional uma cera de baixa fusão, um corante opcional e opcionalmente um ou mais outros corantes, e uma resina da cápsula. A Tg da resina da cápsula pode ser maior do que a Tg da resina do núcleo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Sem estar preso a qualquer teoria, as formulações de tôner u- sando uma resina com Tg mais baixa para um núcleo e a mesma ou uma resina com Tg mais baixa em uma cápsula pode ocasionar problemas com o bloqueio do tôner. Com a substituição de uma resina com Tg menor na cáp- sula por uma resina de Tg maior para a cápsula pode-se melhorar o desem- penho de bloqueio, contudo, essa substituição pode ter conseqüências ne- gativas na fusão ou no desempenho de fusão (por exemplo, remoção da i- magem por fricção).

A presente invenção fornece composições de tôner com melhor

desempenho de fusão (por exemplo, melhor aderência das partículas ao pa- pel). Em outras modalidades, é apresentada uma composição de tôner inclu- indo uma resina do núcleo, uma resina da cápsula e uma cera de baixa fu- são, em que a cera possui um ponto de fusão menor do que cerca de 95°C e, opcionalmente em que a Tg da resina do núcleo é menor do que a Tg da resina da cápsula.

O desempenho de fusão pode ser determinado no modo reco- nhecido pela técnica, tal como excelente desempenho de fixação de vincos e desempenho de fixação por atrito em meio tom (aderência das partículas ao papel). Em geral, um tôner pode apresentar uma vantagem no desempenho de fixar vincos ou de fixação por atrito onde a temperatura mínima de fusão (MFT) para fusão do tôner pode ser reduzida.

O melhor desempenho de fixação por vinco ou fixação de meio- tom pode ser obtido com um tôner de interesse a temperaturas de fusão de cerca de, por exemplo, 170°C a cerca de 220°C, de cerca de 180°C a cerca de 200°C. O desempenho pode ser obtido em várias velocidades do proces- so. A imagem do tôner pode apresentar uma propriedade de fixar vincos menor do que cerca de 60, menor do que cerca de 40 e uma propriedade de fixação em meio-tom menor do que cerca de 0,15, menor do que cerca de 0,12. A fixação em meio-tom pode ser medida como densidade óptica do atrito de uma imagem pelo tôner sobre um pano branco. O desempenho de fixação por vinco pode ser determinado como ensina a Patente U.S. n° 7.862.971, ora incorporada por referência em sua totalidade.

A menos que de outro modo indicado, todos os numerais ex- pressando quantidades e condições e outros usados no relatório e reivindi- cações devem ser entendidos como modificados em todos os casos pelo termo, "cerca de". "Cerca de" pretende indicar uma variação de não mais que 20% do valor descrito. Ainda é empregado no presente o termo "equiva- lente" "similar", "essencialmente", "substancialmente", "aproximadamente" ou "combinação", ou as variações gramaticais destes, que possuem em ge- ral, definições aceitáveis ou pelo menos, é entendido ter o mesmo significa- do que "aproximadamente".

Como aqui empregado, "alto", "maior", "baixo", "menor" e todas as versões gramaticais destes são termos relativos à Tg da resina, ceras, e outros reagentes compreendendo um tôner como o núcleo e a cápsula de uma partícula de tôner. Assim, em termos absolutos, qualquer temperatura pode ser numericamente alta, tal como uma Tg de 55°C, que pode ser reco- nhecida na técnica como uma temperatura maior daquele reagente. Contu- do, caso aquela resina deva representar a Tg da resina do núcleo, que, no contexto da presente invenção é uma Tg menor do que uma partícula de in- teresse, aquela temperatura é "menor", na prática da presente invenção, e como a Tg da resina da cápsula de um tôner de interesse deve ser maior do que aquela da resina do núcleo, então naquela circunstância, a Tg da cápsu- la deve ser maior do que 55°C.

Em outras modalidades, a Tg da resina do núcleo é pelo menos um grau menor do que a Tg da resina da cápsula, dois graus menor, três graus menor, quatro graus menor ou até mesmo menor do que aquela da resina da cápsula.

O uso no singular inclui o plural, a menos que especificado em contrário. O uso de "ou" significa, "e/ou", a menos que de outro modo indica- do. Além disso, o uso do termo "incluindo", bem como outras formas, como "inclui", e, "incluso" não é limitante.

Para finalidade da presente invenção, "tôner" "revelador", "com- posição de tôner" e "partículas de tôner" podem ser usados permutavelmen- te, e qualquer uso particular ou específico e significado será evidente do contexto da sentença, parágrafo e outros, em que a palavra ou frase se a- presentar.

Como aqui empregado, "ajustador do pH" significa um ácido ou base, ou tampão que pode ser usado para alterar o pH de uma composição (por exemplo, lama, resina, agregado, tôner e outros). Tais ajustadores po- dem incluir, sem estar limitados ao hidróxido de sódio (NaOH), ácido nítrico, acetato de sódio;/ácido acético e similares.

Como aqui empregado, "módulo elástico" significa a contribuição do comportamento elástico (no modo sólido) ao módulo complexo. O fator pode ser indicado pelo símbolo "G".

Como aqui empregado, "tan(d", significa a tangente do angulo de fase, ou seja, a relação do módulo viscoso para módulo elástico e pode ser um quantificador útil da presença e extensão de elasticidade em um flui- do.

Como aqui empregado, "viscosidade" refere-se à resistência de um fluido ao fluxo. Por exemplo, na deformação de cisalhamento, a viscosi- dade é a relação de força de cisalhamento aplicada à velocidade de cisa- lhamento resultante. A viscosidade é relatada, tipicamente, em unidades de poise (P) e centipoise (cP), ou pascal por segundos (Pa.s) ou milipascal por segundos (mPa.s). Por exemplo, em algumas modalidades, a viscosidade da composição de tôner da presente invenção é menor do que cerca de 1400 P, menor do que cerca de 1300 P, entre cerca de 1000 e 1400 P, cerca de 1200 P.

Como aqui empregado, "módulo viscoso", significa a contribui-

ção do comportamento viscoso (no modo líquido) ao módulo complexo. O fator é indicado normalmente pelo símbolo, "G'".

Módulo complexo ou módulo dinâmico pode ser representado pela soma das medições do módulo viscoso e do módulo elástico de um ma- terial.

O índice de fluxo em fusão (MFI) dos tôners produzidos de acor- do com a presente invenção pode ser determinado por métodos que se en- contram na competência dos versados na técnica, incluindo o uso de um plastômetro. Por exemplo, o MFI do tôner pode ser medido em um plastôme- tro de extrusão Tiniul Olsen a cerca de 125°C com cerca de 5 quilogramas de força de carga. As amostras podem ser então colocadas em um barril aquecido do indexador de fusão, equilibradas para um determinado tempo. Em algumas modalidades, de cerca de 5 minutos a cerca de 7 minutos, e a seguir a força de carga de cerca de 5 quilogramas pode ser aplicada ao pis- tão indexador de fusão. A carga aplicada do pistão impulsiona a amostra liqüefeita para fora de uma abertura de orifício predeterminado. O tempo pa- ra o teste pode ser determinado quando o êmbolo atravessa 2,54 cm (1 po- legada). O fluxo em fusão pode ser calculado pelo uso do tempo, distancia e volume do peso extraídos durante o procedimento de teste.

MFI como aqui empregado, inclui, em algumas modalidades, por exemplo o peso de um tôner (em g) que passa através de um orifício de comprimento L e diâmetro D em um período de 10 minutos com uma carga aplicada específica, (por exemplo, de 5 kg, como observado acima). Uma unidade de MFI de 1 indica pois, que apenas 1 g do tôner passou pelo orifí- cio sob as condições especificadas em 10 minutos. "Unidades de MFI" como aqui empregado referem-se, portanto a unidades de g por 10 minutos. Em algumas modalidades, um tôner de interesse possui um MFI de pelo menos cerca de 18 g/10 minutos a uma temperatura de 125°C, pelo menos cerca de 19g/10 minutos a uma temperatura de 125°C, pelo menos 20 g/10 minutos a uma temperatura de 125°C ou mais.

As partículas de tôner de interesse compreendem uma resina, como uma resina de acrilato, uma resina estireno e outras conhecidas da técnica. Uma composição pode compreender mais do que uma forma ou tipo de polímero, como dois ou mais diferentes polímeros, como dois ou mais diferentes polímeros dotados de diferentes monômeros. O polímero pode ser um copolímero alternativo, um copolímero de bloco, um copolímero de en- xerto, um copolímero ramificado, um copolímero reticulado e outros mais.

A partícula do tôner pode incluir outros reagentes opcionais, co- mo um tensoativo, uma cera, uma cápsula e outros. Em modalidades, um tôner de interesse compreende uma cera de baixa fusão no núcleo. A Tg do núcleo pode ser menor do que a Tg da cápsula. Em modalidades, um tôner compreende ambas as características. A composição do tôner pode com- preender, opcionalmente, partículas inertes, que podem prestar-se como veículos de partícula do tôner, compreendendo uma resina aqui descrita. As partículas inertes podem ser modificadas por exemplo, para se prestar como uma dada função. Como conseqüência, sua superfície pode ser derivada ou as partículas podem ser manufaturadas para um fim desejado, por exemplo, para portar uma carga ou para ser dotado de um campo magnético.

RESINAS

As partículas do tôner da presente invenção podem incluir um monômero formador de resina adequado para emprego na formação de um particulado contendo ou portando um corante de um tôner para uso em de- terminados dispositivos de imageamento. Exemplos de um látex incluem monômeros a base de estireno,

incluindo monômeros a base de acrilato de estireno. Assim, por exemplo, os exemplos de monômeros a base de estireno e monômeros e polímeros a base de acrilato incluem, por exemplo, estireno, estireno acrilatos, estireno butadienos, estireno metacrilatos, poli(estireno-alquil acrilato), poli(estireno- 1,3-dieno), poli(estireno-alquil metacrilato), poli(estireno-alquil acrilato-ácido acrílico), poli(estireno-1,3-dieno-ácido acrílico), poli(estireno-alquil metacrila- to-ácido acrílico, poli(alquil metacrilato-acrilato de alquila), poli(alquil metacri- lato-ácido acrílico), poli(estireno-alquil acrilato-acrilonitrila-ácido acrílico), po- li(estireno-1,3-dieno-acrilonitrila-ácido acrílico), poli(alquil acrilato-acrilonitrila- ácido acrílico), poli(estireno-butadieno), poli(metilestireno-butadieno), po- li(metil metacrilato-butadieno), poli(etil metacrilato-butadieno), poli(propil me- tacrilato-butadieno), poli(butil metacrilato-butadieno), poli(metil acrilato- butadieno), poli(etil acrilato-butadieno), poli(propil acrilato-butadieno), po- li(butil acrilato-butadieno), poli(estireno-isopreno), poli(metilestireno- isopreno), poli(metil metacrilato-isopreno), poli(etil metacrilato-isopreno), po- li(propil metacrilato-isopreno), poli(butil metacrilato-isopreno), poli(metil acri- lato-isopreno), poli(etil acrilato-isopreno), poli(propil acrilato-isopreno), e po- li(butil acrilato-isopreno); poli(estireno-propil acrilato), poli(estireno- butadieno-ácido metacrílico), poli(estireno-butadieno-acrilonitrila-ácido acríli- co), poli(estireno-butil acrilato-acrilonitrila), poli(estireno-butil acrilato- acrilonitrila-ácido acrílico), terpolímeros de estireno/butil acrilato/ácido carbo- xílico, terpolímeros de estireno/butil acrilato/beta-carbóxi etil acrilato, outros polímeros semelhantes e combinações dos mesmos. Nos materiais supra, o grupo alquila pode ter, por exemplo, de 1 a cerca de 40 átomos de carbono, d 1 a cerca de 10, ou de cerca de 20 átomos de carbono, de 1 a cerca de 5 átomos de carbono.

Os monômeros empregados na produção do polímero selecio-

nado não são limitados, e os monômeros utilizados podem incluir qualquer um ou mais dentre, por exemplo, estireno, acrilatos, como metacrilatos, buti- lacrilatos, β-carbóxi etil acrilato (β-CEA), etc, butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos, ácidos itacônicos, acrilonitrilas, benzenos, co- mo divinilbenzeno etc. e outros. Misturas de dois ou mais desses polímeros também podem ser utilizadas, caso desejado.

Em algumas modalidades, a resina pode ser selecionada para conter um grupo ácido carboxíiico selecionado por exemplo, dentre o grupo composto de, sem limitação a estes, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico , β-CEA, ácido fumárico, ácido maléico , e ácido cinâmico, e em que um ácido carboxíiico é selecionado em uma proporção de cerca de 0,01 a cerca de 15% de cerca de 0,1 a cerca de 10% do peso total da resina, de cerca de 1 a cerca de 5%.

Em modalidades, o polímero de emulsão de látex é um polímero de estireno, como um polímero estireno-alquil acrilato, ou uma mistura de dois ou mais desses polímeros de estireno ou polímeros de estireno-alquil acrilato. Por exemplo, em uma modalidade o polímero da emulsão de látex é um terpolímero de estireno; butil acrilato^-CEA. Em modalidades, a resina ou polímero pode ser um terpolímero de estireno/butil acrilato/ácido acrílico, terpolímero de estireno/butil acrilato/ácido metacrílico, terpolímero de estire- no/butil acrilato/ácido itacônico, terpolímero de estireno;/butil acrilato/ácido fumárico, terpolímero de estireno/butadieno^-carboxietil acrilato, terpolímero de estireno/butadieno/ácido metacrílico, terpolímero de estire- no/butadieno/ácido acrílico, terpolímero de estireno/isopreno/beta- carboxietilacrilato e outros.

Agentes de transferência de cadeia conhecidos, são por exem- plo, dodecanotiol ou tetrabrometo de carbono, que podem ser utilizados para o controle das propriedades de peso molecular do polímero. O agente de transferência de cadeia pode se apresentar em uma proporção de cerca de 0,01 a cerca de 15%, de cerca de 0,5 a cerca de 10% em peso com base no peso combinado dos monômeros, de cerca de 1 a cerca de 5% embora pro- porções fora dessas faixas possam também ser utilizadas.

Embora sem limitação a quaisquer resinas ou propriedades par- ticulares, a resina de polímero usada pode ser quantificada ou descrita por várias propriedades físicas. Por exemplo, em algumas modalidades, a resina de polímero pode ter um peso molecular médio ponderai (Mw) de cerca de 25.000 a cerca de 50.000, de cerca de 30.000 a cerca de 40.000, um peso molecular médio numérico (Mn) de cerca de 7.000 a cerca de 20.000, de cerca de 9.000 a cerca de 15.000, de cerca de 10.000 a cerca de 12.000, e uma Tg (inicial) de cerca de 48°C a cerca de 62°C, de cerca de 49°C a cerca de 55°C de cerca de 510C a cerca de 54°C. Em algumas modalidades, a resina polimérica é uma resina não

reticulada sendo substancialmente isenta de reticulação. Como aqui empre- gado, "substancialmente isento de reticulação" (também referido aqui como uma resina não reticulada) refere-se por exemplo, a uma resina tendo me- nos que cerca de 10%, menos que cerca de 5%, menos que cerca de 1% de reticulação entre e dentre as cadeias poliméricas. Assim, em algumas moda- lidades, o látex de resina é substancialmente isento de reticulação como qualquer grupo funcional que possa estar presente na resina, significando que, todo o látex de resina possui menos que cerca de 10%, como menos que cerca de 5%, menos que cerca de 1%, menos que cerca de 0,1% de reticulação.

Como ficará evidente, as propriedades da resina podem ser a- justadas adequadamente alterando-se os tipos e quantidades de monôme- ros constituintes, ajustando-se o tipo e a quantidade dos agentes de transfe- rência de cadeia e outros mais. Por exemplo, pelo ajuste da relação dos mo- nômeros constituintes pode-se ajustar a Tg, que, por seu turno, pode impac- tar as propriedades de bloqueio, propriedades de fusão e outros.

De modo semelhante, ajustando-se a proporção do agente de transferência de cadeia usado na formação da resina para o núcleo e/ou cápsula, pode-se ajustar as propriedades da resina. Por exemplo, usando-se diferentes proporções do agente de transferência de cadeia, como de dode- canotiol, quando da formação do látex de resina, pode-se alterar as proprie- dades, como o peso molecular, Tg e similares. Por exemplo, aumentando-se a proporção do agente de transferência de cadeia na formação do látex da resina de núcleo pode-se diminuir o peso molecular devido à terminação da cadeia durante a polimerização. Diminuindo-se a proporção do agente de transferência de cadeia na formação do látex de resina da cápsula irá au- mentar o peso molecular que pode auxiliar nas propriedades de bloqueio.

As unidades monoméricas usadas na formação do látex ou láti- ces de resina podem ser polimerizadas adequadamente por quaisquer pro- cessos conhecidos. Por exemplo, as unidades monoméricas podem ser po- limerizadas em um processo de polimerização de emulsão semicontínua com privação de alimentação, um processo padrão de polimerização de e- mulsão, ou semelhante. Por exemplo, os monômeros podem ser polimeriza- dos sob condições de privação de alimentação como referenciado nas Pa- tentes U.S. n°s. 6.447.974, 6.576.389, 6.617.092 e 6.664,017, cuja inteira descrição está ora incorporada por referência, para providenciar as partícu- Ias de resina de látex com um diâmetro na faixa de cerca de 100 a cerca de 300 nm.

Em modalidades, as resinas de um núcleo apresentam uma Tg que é menor do que a Tg da cápsula da partícula do tôner, a Tg do núcleo pode ser menor do que cerca de 60°C menor do que cerca de 50°C, menor do que cerca de 40°C. Em algumas modalidades, a Tg do núcleo pode ficar entre cerca de 45°C e cerca de 50°C. As duas temperaturas, portanto as resinas, são selecionadas coordenadamente para se obter fusão adequada sem bloqueio. Assim, a temperatura do núcleo é a mesma ou menor do que a da cápsula. TENSOATIVOS

Em modalidades, o látex pode ser preparado em uma fase a- quosa contendo um tensoativo ou um cotensoativo. Os tensoativos que po- dem ser utilizados com o polímero para formação de uma dispersão de látex podem ser tensoativos iônicos ou não iônicos, ou suas combinações, em uma proporção de cerca de 0,01 a cerca de 15% em peso de sólidos, em outras modalidades, de cerca de 0,1 a cerca de 10% em peso de sólidos, em outras modalidades de cerca de 1 a cerca de 7,5% em peso de sólidos.

Tensoativos aniônicos que podem ser utilizados incluem sulfatos e sulfonatos, dodecil sulfato de sódio (SDS), dodecibenzeno sulfonato de sódio, dodecilnaftaleno sulfato de sódio, ácidos dialquil bezenoalquil sulfatos e sulfonatos, tais como ácido abiético disponível de Aldrich, NEOGEN R™, NEOGEN SC™ obtidos de Daiichi Kogyo Seiyaku Co. Ltda., combinações destes e similares.

Os exemplos de tensoativos catiônicos incluem, sem limitação a amônios, por exemplo, cloreto de alquilbenzil dimetil amônio, cloreto de dial- quil benzenoalquil amônio, cloreto de Iauril trimetil amônio, cloreto de alquil- benzil metil amônio, brometo de alquil benzil dimetil amônio, cloreto de ben- zalcônio, brometos de C12, C15, Ci7-trimetil amônio, suas combinações e si- milares ainda. Outros tensoativos catiônicos incluem brometo de cetil piridí- nio, sais de halogeneto de polioxietilalquilaminas quaternizadas, cloreto de dodecilbenzil trietil amônio, MIRAPOL e ALKAQUAT disponíveis de Alkaril Chemical Company, SANISOL (cloreto de benzalcônio), disponível de Kao Chemicals, combinações destes e similares.

Exemplos de tensoativos não iônicos incluem, sem limitação a alcoóis, ácidos e ésteres, por exemplo, álcool polivinílico, ácido poliacrílico, metalose, metil celulose, etil celulose, propil celulose, hidroxietil celulose, carboximetil celulose, éter polioxietileno cetilico, éter Iauril polioxietileno, éter octil polioxietileno, éter octilfenil polioxietileno, éter oleil polioxietileno, mono- Iaurato de polioxietileno sorbitan, éter estearil polioxietileno, éter nonilfenil polioxietileno, dialquilfenóxi poli(etileneóxi) etanol, combinações destes e similares. Em modalidades, tensoativos comercialmente disponíveis de Rho- ne-Poulenc tais como IGEPAL CA-210™, IGEPAL CA-520™, IGEPAL CA- 720™, IGEPAL C0-890™, IGEPAL CO-720™, IGEPAL C0-290™, IGEPAL CA-210™, ANTAROX 890™ e ANTAROX 897™ podem ser utilizados. A escolha de tensoativos particulares ou de suas combinações, bem como das proporções de cada um para emprego, encontra-se na com- petência dos versados da técnica.

INICIADORES

Em modalidades, iniciadores podem ser adicionados para a for-

mação do polímero de látex. Exemplos de iniciadores adequados incluem indicadores hidrossolúveis, como persulfato de amônio, persulfato de sódio e persulfato de potássio e iniciadores orgânicos solúveis incluindo peróxidos orgânicos e azo-compostos incluindo peróxidos Vazo como VAZ064™, 2- metil-1-1'-azobis propanonitrila, VAZO 88™ , 2,2'-azobis isobutiramida desidratada e suas combinações. Outros iniciadores hidrossolúveis que po- dem ser utilizados incluem compostos azoamidina, por exemplo, dicloridrato de 2,2'-azobis(2-metil-N-fenilpropionamidina), dicloridrato de 2,2'-azobis[N- (4-clorofenil)-2-metilpropionamidina[, dicloridrato de 2,2'-azobis[N-(4- hidroxifenil)-2-metil-propionamidina, tetracloridrato de 2,2'-azobis[N-(4- amino-fenil)-2-metilpropionamidina, dicloridrato de 2,2'-azobis[2-metil- N(fenilmetil)propionamidina, dicloridrato de 2,2'-azobis[2-metil-N-2- propenilpropionamidina, dicloridrato de 2,2'-azobis[N-(2-hidróxi-etil)-2- metilpropionamidina], dicloridrato de 2,2'-azobis[2(5-metil-2-imidazolin-2- il)propano, dicloridrato de 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano], dicloridra- to de 2,2'-azobis[(2-(4,5,6,7-tetra-hidro-1H-1,3-diazepin-2-il)propano, diclori- drato de 2,2'-azobis[2-(5-hidróxi-3,4,5,6-tetra-hidropirimidin-2-il)propano], dicloridrato de 2,2'-azobis[2-[1-(2-hidroxietil)-2-imidazolin-2-il]propano] diclo- ridrato, combinações dos mesmosmesmos e similares. Iniciadores podem ser adicionados em proporções adequadas,

como de cerca de 0,1 a cerca de 8% em peso de monômeros, de cerca de 0,2 a cerca de 5% em peso de monômeros, de cerca de 0,5 a cerca de 4% em peso de monômeros.

AGENTES DE TRANSFERÊNCIA DE CADEIA Em algumas modalidades, os agentes de transferência de ca-

deia podem ser utilizados na formação do polímero de látex. Agentes de transferência de cadeia adequados incluem dodecano tiol, octano tiol, tetra- brometo de carbono, combinações dos mesmos e outros, em proporções de cerca de 0,1 a cerca de 10% de monômeros, de cerca de 0,2 a cerca de 5% em peso de monômeros, de cerca de 0,5 a cerca de 3,5% em peso de mo- nômeros, para o controle das propriedades de peso molecular do polímero de látex quando for conduzida a polimerização em emulsão de acordo com a presente invenção e de acordo com o conhecimento da técnica.

MONÔMEROS FUNCIONAIS

Em algumas modalidades, pode ser vantajoso incluir um monô- mero funcional quando da formação do polímero de látex e das partículas produzidas do polímero. Monômeros funcionais adequados incluem monô- meros com uma funcionalidade ácido carboxílico ou grupo pendente. Esses

monômeros podem ser da fórmula a seguir:

Rl OO

H2C=C-C-O

-R2-C-O-

-R3-C-OH

η

O

onde R1 é hidrogênio ou um grupo metila. R2 e R3 são indepen- dentemente selecionados de grupos alquila contendo de cerca de 1 a cerca de 12 átomos de carbono ou um grupo fenila; η é de 0 a cerca de 20, em algumas modalidades de 1 a cerca de 10. Exemplos desses monômeros funcionais incluem β-CEA, poli(2-carboxietil)acrilato, 2-carboxietil metacrila- to, combinações destes e outros. Outros monômeros funcionais que podem ser utilizados incluem, por exemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico e seus derivados, bem como combinações dos precedentes.

Em algumas modalidades, o monômero funcional com uma fun- cionalidade ácido carboxílico também pode conter uma pequena proporção de íons metálicos, como de sódio, potássio e/ou cálcio, para adquirir melho- res resultados da polimerização em emulsão. Os íons metálicos podem se apresentar em proporções de cerca de 0,001 a cerca de 10% em peso do monômero funcional com uma funcionalidade ácido carboxílico, de cerca de 0,5 a cerca de 5% em peso do monômero funcional com uma funcionalidade ácido carboxílico, e de cerca de 0,75 a cerca de 4% em peso do monômero funcional tendo uma funcionalidade ácido carboxílico. Quando presente, o monômero funcional pode ser adicionado em proporções de cerca de 0,01 a cerca de 10% em peso dos monômeros totais, em algumas modalidades, de cerca de 0,05 a cerca de 5% em peso dos monômeros totais, e em modalidades diferentes de cerca de 0,1 a cerca de 3% em peso dos monômeros totais.

CERA

Ceras ou dispersões de cera também podem ser adicionadas durante a formação de um polímero de látex em uma síntese de agregação em emulsão. Ceras adequadas incluem, por exemplo, partículas CE cera de submícron, na faixa de tamanho de cerca de 50 a cerca de 1000 nm, de cer- ca de 100 a cerca de 500 nm, em diâmetro médio volumétrico, como aquelas suspensas em uma fase aquosa de água e um tensoativo iônico, tensoativo não iônico ou combinações destes. Tensoativos adequados incluem os des- critos supra. O tensoativo iônico ou não iônico pode se apresentar em uma proporção de cerca de 0,1 a cerca de 20% em peso, de cerca de 0,5 a cerca de 15% em peso da cera.

A cera ou dispersão de cera de acordo com as modalidades da presente invenção podem incluir, por exemplo, uma cera mineral, e/ou uma cera sintética. Exemplos de ceras minerais incluem, por exemplo, cera de parafina, cera microcristalina, cera Montana, cera ozoquerita, cera ceresina, cera de vaselina, e cera de petróleo.

Em algumas modalidades, as ceras podem ser funcionalizadas. Exemplos de grupos adicionados para funcionalização das ceras incluem aminas, amidas, imidas, ésteres, aminas quaternárias e/ou ácidos carboxíli- cos. Em modalidades, as ceras funcionalizadas podem ser emulsões de po- límero acrílico, por exemplo, JONCRYL 74, 89, 130, 537 e 538, todas dispo- níveis de Johnson Diversey Inc, ou polipropilenos e polietilenos clorados, comercialmente disponíveis de Allied Chemical, Baker Petrolite Coerporation e Johnson Diversey, Inc. Em modalidades, a cera é uma cera de baixa fusão com um

ponto de fusão de cerca de 95° ou menor, cerca de 90° ou menor cerca de 85° ou menos cerca de 80° ou menor. Exemplos adicionais de ceras de baixa fusão com um ponto de fusão de 100°C ou menor podendo ser usadas incluem POLYWAX 655 (pon- to de fusão de 99°C), POLYWAX 600 (ponto de fusão de 94°C) e POLYWAX 500 (ponto de fusão 88°C), cada qual disponível de Baker Petrolite; ceras da série de copolímero propileno/hexeno de Baker Petrolite incluem X-10018 (ponto de fusão 94°C); ceras da série copolímero etileno/propileno de Baker Petrolite, incluindo EP-700 (ponto de fusão de 94°C), EP-1104 (ponto de fu- são de 100°C), ceras de silicone; ceras de amida alifática, incluindo amida oléica, amida erúcica, amida ricinólica e amida esteárica, e ceras minerais ou de petróleo, incluindo cera Montana, ozocerita, ceresina, cera de parafina e cera microcristalina.

Além disso, outras ceras podem incluir folha de bambu (79° C- 80° C), arbusto de sebo (46.7° C-48.80 C), cera de abelha (61° C-69° C), ce- ra candelilla (67° C-69° C), groselha do Cabo (40.5° C-45° C), carandá (79.7° C-84.5° C), carnaúba (83° C-86° C), óleo de rícino (83° C-88° C), cera do Japão (48° C-53° C) e jojoba (11.2° C-11.8° C).

A cera de baixa fusão pode se apresentar em uma proporção de cerca de 2 a cerca de 8% em peso do tôner, de cerca de 1 a cerca de 6% em peso do tôner, de cerca de 0,1 a cerca de 30% em peso, de cerca de 2 a cerca de 20% em peso do tôner. Em algumas modalidades, a proporção da cera de baixa fusão presente na composição do tôner da presente invenção é reduzida em aproximadamente metade comparado com aquela de uma composição de tôner equivalente usando-se uma cera de alta fusão.

Combinações de quaisquer das ceras de baixa fusão de interes- se podem ser usadas no núcleo de uma partícula de tôner.

CORANTES

As partículas de látex podem ser adicionadas para uma disper- são corante. A dispersão de corante pode incluir, por exemplo, partículas corantes de submícron, com um tamanho de, por exemplo, cerca de 50 a cerca de 500 nm em diâmetro médio volumétrico, e em modalidades, de cer- ca de 100 a cerca de 400 nm em diâmetro médio volumétrico. As partículas de corante podem ser suspensas em uma fase aquosa contendo um tensoa- tivo iônico, um tensoativo não iônico, ou combinações destes. Em modalida- des, o tensoativo pode ser iônico e pode ser de cerca de 1 a cerca de 25% em peso, de cerca de 4 a cerca de 15% em peso do corante.

Corantes úteis na formação dos tôners de acordo com a presen- te invenção incluem pigmentos, tintas, mistura de pigmentos e tintas, mistu- ras de pigmentos, misturas de tintas e similares. O corante pode ser por e- xemplo, negro de fumo, ciano, amarelo, magenta, vermelho, laranja, casta- nho, verde, azul, roxo ou combinações dos mesmos. Em modalidades, um pigmento pode ser utilizado. Como aqui empregado, um pigmento inclui um material que altera a cor da luz que ele reflete como o resultado da absorção seletiva da cor. Em modalidades, em contraste com um corante que pode ser em geral aplicado em uma solução aquosa, um pigmento em geral é in- solúvel. Por exemplo, enquanto um corante pode ser solúvel no veículo car- reador (o aglutinante), um pigmento pode ser insolúvel no veículo carreador. Em modalidades, em que o corante é um pigmento, o pigmento

pode ser, por exemplo, negro de fumo, ftalocianinas, quinacridonas, corantes vermelho, verde, laranja, marrom, roxo, amarelo, corantes fluorescentes in- cluindo do tipo RHODAMINE B™ e similares.

O corante pode se apresentar no tôner da descrição em uma proporção de cerca de 1 a cerca de 25% em peso do tôner, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso do tôner.

Corantes exemplares incluem negro de fumo, como magnetitas REGAL 330®; magnetitas Mobay, incluindo magnetitas colombianas como M08029™, M08060™, MAPICO BLACKS ™ e magnetitas tratadas na su- perfície; magnetitas Pfizer incluindo CB4799™, CB5300™, CB5600™, MCX6369™; magnetitas Bayer, incluindo BAYFERROX 8600™, 8610™; magnetitas Northern Pigmentos, incluindo NP-604™, NP-608™; magnetitas Magnox, incluindo TMB-100™, ou TMB-104™, HELIOGEN BLUE L6900™, D6840™, D7080™, D7020™, PYLAM OIL BLUE™, PYLAM OIL AMARELO PIGMENTO AZUL 1™ disponível de Paul Uhlich and Company, Inc.; PIGMENT VIOLET 1™, PIGMENTO VERMELHO 48™, LEMON CHROME AMARELO DCC 1026™, E.D. TOLUIDINE RED™ e BON RED C™ dispo- níveis de Dominion Color Corporation, Ltd., Toronto, Ontario; NOVAPERM AMARELO FGL™, HOSTAPERM PINK E™ da Hoechst; e CINQUASIA MAGENTA™ disponível de E.l. DuPont de Nemours and Company. Outros corantes incluem corante quinacridona e antraquinona 2,9-dimetil substituí- dos identificados no índice de Cor como Cl 60710, Cl Dispersed Red 15, co- rante diazo identificado no índice de Cor como Cl 26050, Cl Solvent Red 19, tetra(octadecil sulfonamido)ftalocianina de cobre, pigmento de ftalocianina x- cobre relacionado no índice de Cor como Cl 74160, Cl Pigmento Azul, An- tratreno Azul identificado no índice de Cor como Cl 69810, Special Blue X- 2137, diarilida amarelo 3,3-diclorobenzideno acetoacetanilidas, um pigmento monoazo identificado no índice de Cor como Cl 12700, Cl Solvente Amarelo 16, uma nitrofenil amina sulfonamida identificada no índice de Cor como Amarelo Foron SE/GLN, Cl Amarelo Disperso 33, 2,5-dimetoxi-4- sulfonanilida fenilazo-4'-cloro-2,5-dimetoxi acetoacetanilida, Amarelo 180 e Amarelo Permanente FGL. Corantes orgânicos solúveis tendo uma alta pu- reza para a finalidade de gama de cores que podem ser utilizados, incluem, Amarelo Neopen 075, Amarelo Neopen 159, Laranja Neopen 252, Vermelho Neopen 336, Vermelho Neopen 335, Vermelho Neopen 366, Azul Neopen 808, Preto Neopen X53, Preto Neopen X55, onde os corantes são selecio- nados e várias quantidades adequadas, por exemplo, de cerca de 0,5 a cer- ca de 20% em peso; de cerca de 5 a cerca de 18% em peso do toner.

Em modalidades, os corantes exemplares incluem Pigmento a- zul 15:3 tendo um número na Constituição de índice de Cor 74160, Magenta Pigmento vermelho 81:3, tendo um número na Constituição de índice de Cor 45160:3, Amarelo 17, tendo um número na Constituição de índice de Cor 21105, e os corantes conhecidos como corantes alimentares, corantes ama- relo, azul, verde, vermelho, magenta e outros ainda.

Em outras modalidades, um pigmento magenta, Pigmento ver- melho 122 (2,9-dimetilquinacridona), Pigmento vermelho 185, Pigmento vermelho 192, Pigmento vermelho 202, Pigmento vermelho 206, Pigmento vermelho 235, Pigmento vermelho 269, combinações dos mesmos e similar podem ser utilizados como o corante. AGENTE DE AJUSTE DO pH

Em algumas modalidades, um agente de ajuste do pH pode ser adicionado para controlar a taxa do processo de agregação da emulsão. O agente de ajuste do pH pode ser qualquer ácido ou base que não afete pre- judicialmente os produtos manufaturados. Bases adequadas podem incluir hidróxidos metálicos, como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidró- xido de amônio e combinações dos mesmos. Ácidos adequados incluem ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido cítrico, ácido acético, e combinações dos mesmos. COAG U LANTES

Em modalidades, pode-se adicionar um coagulante durante ou antes da agregação do látex e da dispersão aquosa de corante. O coagulan- te pode ser adicionado durante um período desde cerca de 1 minuto a cerca de 60 minutos, de cerca de 1,25 minutos a cerca de 20 minutos, de cerca de 2 minutos, a cerca de 15 minutos, dependendo das condições do processo.

Exemplos de coagulantes adequados incluem halogenetos de polialumínio, como cloreto de polialumínio (PAC), ou o brometo, cloreto, fluo- reto ou iodeto correspondente, silicatos de polialumínio tais como sulfo- silicato de polialumínio (PASS), e sais metálicos hidrossolúveis incluindo clo- reto de alumínio, nitreto de alumínio, sulfato de alumínio, alumínio sulfato de potássio, acetato de cálcio, cloreto de cálcio, nitrito de cálcio, oxalato de cál- cio, sulfato de cálcio, acetato de magnésio, nitrato de magnésio, sulfato de magnésio, acetato de zinco, nitrato de zinco, sulfato de zinco, combinações dos mesmos e similares. PAC pode ser preparado por adição de dois moles de uma base para um mol de cloreto de alumínio. A espécie é solúvel e es- tável, quando dissolvido e armazenado sob condições ácidas, caso o pH seja menor do que cerca de 5. A espécie em solução é tida por conter a fór- mula AI13O4(OH)24(H2O)I2 com cerca de 7 cargas elétricas positivas por uni- dade.

O sal polimetálico pode estar em uma solução de ácido nítrico,

ou outra solução ácida diluída tal como ácido sulfúrico, ácido clorídrico ácido cítrico ou ácido acético. O coagulante pode ser adicionado em uma propor- ção de cerca de 0,01 a cerca de 5% em peso do tôner, de cerca de 0,1 a cerca de 3% em peso do tôner, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso do tôner.

AGENTES QUELANTES Em modalidades, agentes quelantes adequados incluem um Ii-

gante polidentado, por exemplo, ácido etilenodiaminotetra-acético (EDTA), ácido dietileno triamina penta-acético (DTPA), ou ácido etileno glicol tetra- acético (EGTA). O agente quelante pode estar em uma solução aquosa. O quelador pode ser adicionado em uma proporção de cerca de 0,01 a cerca de 6% em peso do tôner, de cerca de 0,05 a cerca de 4% em peso do tôner, de cerca de 0,1 a cerca de 1% em peso do tôner.

CÁPSULA

Em modalidades, uma cápsula é formada nas partículas agrega- das. Em modalidades, a cápsula compreende uma resina com uma Tg maior do que a Tg do núcleo.

Por exemplo, a resina com Tg maior pode compreender monô- meros, como estireno, butil acrilato e β-CEA, ou qualquer outra resina aqui citada, sendo do conhecimento da técnica.

No lugar de β-CEA, a resina da cápsula bem como a resina do núcleo pode incluir qualquer monômero contendo ácido carboxílico, tal como ácido maléico , ácido citracônico, ácido itacônico , ácido alquenil succínico, ácido fumárico, ácido mesacônico, anidrido de ácido maléico, anidrido citra- cônico, anidrido de ácido itacônico , anidrido de ácido alquenil succínico, me- til metade éster de ácido maléico , etil metade éster de ácido maléico , butil metade éster de ácido maléico, metil metade éster de ácido citracônico, etil metade éster de ácido citracônico, butil metade éster de ácido citracônico, metil metade éster de ácido itacônico , metii metade éster de ácido alquenil succínico, metil metade éster de ácido fumárico, metade éster da saturação parcial de ácido dibásico, como metil metade éster de ácido mesacônico, ácido dimetil maléico , a saturação parcial de éster de ácido dibásico, como ácido dimetil fumárico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotonico simi- lar ao a. ácido cinamon, ácido de saturação β-parcial, anidrido de ácido cro- tonico, anidrido de ácido cinamon, ácido alquenil malonico, um monômero que possui um ácido alquenil glutárico e ácidos alquenil adípicos.

A resina com a maior Tg que apresentada pode ser substancial- mente isenta de reticulação podendo ter densidade reticulada menor do que cerca de 0,1% como menor do que cerca de 0,05%. Como aqui empregado, "densidade de reticulação", refere-se à fração molar de unidades de monô- mero que possuem pontos de reticulação. Por exemplo, em um sistema on- de uma de cada 20 moléculas é um divinilbenzeno e 19 de cada 20 molécu- las é um estireno, apenas 1 de 20 moléculas iriam reticular. Portanto, em um sistema como esse, a densidade reticulada seria 0,05.

Outras resinas adequadas para preparação da cápsula, bem como do núcleo, incluem estireno acrilatos, estireno metacrilatos, butadie- nos, isopreno, acrilonitrila, ácido acrílico, ácido metacrílico, β-carbóxi etil a - crilato, poliésteres, polímeros conhecidos como (poli(estireno-butadieno), poli(metil estireno-butadieno), poli(metil metacrilato-butadieno), poli(etil me- tacrilato-butadieno), poli(propil metacrilato-butadieno), poli(butil metacrilato- butadieno, poli(metil acrilato-butadieno), poli(etil acrilato-butadieno), po- li(propil acrilato-butadieno), poli(butil acrilato-butadieno), poli(estireno- isopreno), poli(metil estireno-isopreno), poli(metil metacrilato-isopreno), po- li(etil metacrilato-isopreno), poli(propil metacrilato-isopreno), poli(butil meta- crilato-isopreno), poli(metil acrilato-isopreno), poli(etil acrilato-isopreno), po- li(propil acrilato-isopreno), poli(butil acrilato-isopreno), poli(estireno-propil acrilato), poli(estireno-butil acrilato), poli(estireno-butadieno-ácido acrílico), poli(estireno-butadieno-ácido metacrílico), poli(estireno butil acrilato-ácido acrílico), poli(estireno-butil acrilato-ácido metacrílico), poli(estireno-butil acri- lato-acrilonitrila), poli(estireno-butil acrilato-acrilonitrila, ácido acrílico) e simi- lares. Em modalidades, a resina ou polímero é um terpolímero de estire- no/butil acrilato/p-carboxietilacrilato.

Em modalidades, a resina utilizada para formar a cápsula pode ter uma Tg de cerca de 53°C a cerca de 75°C, em modalidades, de cerca de 65°C a cerca de 70°C desde que a temperatura seja a mesma ou seja maior do que aquela do núcleo. A Tg da resina da cápsula pode ser menor do que cerca de 60°C, menor do que cerca de 55°C, menor do que cerca de 50°C.

O Mw da resina com a maior Tg pode ficar em cerca de 20.000 a cerca de 60.000, de cerca de 25.000 a cerca de 50.000, de cerca de 30.000 a cerca de 40.000.

A resina da cápsula pode ser aplicada por qualquer método den-

tro do conhecimento dos versados na técnica, incluindo imersão, pulveriza- ção e outros. A resina da cápsula pode ser aplicada até o tamanho final de- sejado das partículas do tôner ser conseguido, em modalidades, de cerca de 3 μιτι a cerca de 12 μιτι, de cerca de 4 μιτι a cerca de 8 pm, de cerca de 5 μιτι a cerca de 7 pm. Em modalidades, as partículas do tôner podem ser preparadas por copolimetização de emulsão semicontínua semeada in situ da resina com adição da resina de cápsula uma vez terem se formado as partículas agregadas.

CONDIÇÕES DE REAÇÃO No processo de agregação de emulsão, os reagentes podem ser

adicionados a um reator adequado, como um vaso de misturação. A combi- nação resultante de resina, opcionalmente, em uma dispersão, dispersão de corante opcional, cera de baixa fusão e coagulante opcional, podem então ser agitados e aquecidos até uma temperatura na Tg ou acima da Tg da resi- na, em modalidades, de cerca de 30°C a cerca de 70°C, de cerca de 40°C, a cerca de 65°C, de cerca de 45°C, a cerca de 60°C, durante um período de cerca de 0,2 horas a cerca de 6 horas, de cerca de 0,3 horas a cerca de 5 horas, de cerca de 0,5 horas a cerca de 3 horas, resultando em agregados do tôner de cerca de 3 pm a cerca de 15pm em um diâmetro médio do vo- lume, de cerca de 4 μιτι a cerca de 8μιη em diâmetro médio em volume de cerca de 5 μηι a cerca de 7 pm em diâmetro médio em volume.

Em modalidades, a lama do agregado é "congelada", logo que seja conseguido o tamanho desejado da partícula. O agente quelante pode então ser adicionado com finalidade de ajuste do pH e remover algumas das pontes iônicas dentro das partículas do agregado. Pode-se adicionar mais base à mistura de modo a aumentar o pH até que os agregados não aumen- tem mais de tamanho. Uma vez que se tenha atingido o tamanho final desejado das partículas do tôner, o pH da mistura pode ser ajustado com um agente que- lante, uma base ou ambos até um valor de cerca de 3,5 a cerca de 7, de cerca de 4 a cerca de 6,5. O agente quelante pode incluir qualquer Iigante polidentado adequado, por exemplo, EDTA, DTPA, ou EGTA. O quelador pode ser adicionado em proporções de cerca de 0,01 a cerca de 6% em pe- so do tôner, de cerca de 0,05 a cerca de 4% em peso do tôner, de cerca de 0,1 a cerca de 1% em peso do tôner.

A base pode incluir qualquer base adequada, como por exemplo, hidróxidos de metal alcalino, como por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxi- do de potássio, e hidróxido de amônio. O hidróxido de metal alcalino pode ser adicionado em proporções de cerca de 0,1 a cerca de 30% em peso da mistura, de cerca de 0,5 a cerca de 15% em peso da mistura.

As partículas do tôner podem ser subseqüentemente coalesci- das. A coalescência pode incluir agitação e aquecimento a uma temperatura de cerca de 80°C a cerca de 100°C, de cerca de 90°C a cerca de 98°c, du- rante um período de cerca de 0,5 hora a cerca de 12 horas, de cerca de 1 hora a cerca de 6 horas, A coalescência pode ser acelerada com agitação adicional.

O pH da mistura pode ser baixado para aproximadamente 3,5 a

aproximadamente 6, de aproximadamente 3,7 a aproximadamente 5,5, com um ácido por exemplo, para coalescer os agregados do tôner. Ácidos ade- quados incluem, por exemplo, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido cítrico, ou ácido acético. A quantidade de ácido adicionado pode ser de cerca de 0,1 a cerca de 30% em peso da mistura, de cerca de 1 a cerca de 20% em peso da mistura.

A mistura pode ser resfriada em uma etapa de resfriamento ou congelamento. O resfriamento pode ser a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 40°C, de cerca de 22°C a cerca de 30°C, durante um perío- do de cerca de 1 hora a cerca de 8 horas, de cerca de 1,5 horas a cerca de horas.

Em modalidades, a refrigeração de uma lama de tôner coalesci- da inclui um resfriamento brusco por adição de um meio de refrigeração co- mo, por exemplo, gelo, gelo seco e similares, para realizar uma rápida refri- geração a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 40°C, de cerca de 22°C a cerca de 30°C. O resfriamento rápido pode ser possível para peque- nas quantidades do tôner, como por exemplo, menos que cerca de 2 litros, de cerca de 0,1 litros a cerca de 1,5 litros. Em processos de maior escala, como por exemplo, mais que cerca de 10 litros de tamanho, o resfriamento rápido da mistura do tôner pode ser praticado usando outros métodos como uma escolha do projeto, como um reator revestido e passando por um meio refrigerado dentro dos espaços ou vazios do revestimento.

Após a refrigeração a suspensão de agregados pode ser aque- cida até uma temperatura na Tg do látex ou acima desta. Onde as partículas possuem uma configuração núcleo-cápsula, o aquecimento pode ser acima da Tg do primeiro látex usado par formar o núcleo e a Tg do segundo látex usado para formar a cápsula, para fundir o látex da cápsula com o látex do núcleo. Em modalidades, a suspensão de agregado pode ser aquecida até uma temperatura de cerca de 80°C a cerca de 120°C, de cerca de 85°C a cerca de 98°C por um período desde cerca de 1 hora a cerca de 6 horas, de cerca de 2 horas a cerca de 4 horas. LAVAGEM

A lama do tôner pode então ser lavada. A lavagem pode ser rea- lizada a um pH de cerca de 6 a cerca de 12, de cerca de 6 a cerca de 8. A lavagem pode ser a uma temperatura de cerca de 25°C a cerca de 70°C, de cerca de 30°C a cerca de 50°C. A lavagem pode incluir filtração e nova for- mação de lama de um resíduo de filtro incluindo as partículas do tôner em água deionizada. O resíduo de filtro pode ser lavado uma ou mais vezes com água deionizada, ou lavado com uma única lavagem com água deioni- zada a um pH de cerca de 4 em que o pH da lama é ajustado com um ácido, seguindo-se opcionalmente, uma ou mais lavagens com água deionizada. Em modalidades, por exemplo, as partículas do tôner podem ser

lavadas em água deionizada a 25°C, filtradas, formando-se nova lama com HCI, filtradas e novamente formando lama em água deionizada fresca. As lavagens podem prosseguir até que a condutividade da solução do filtrado seja medida baixa (menos que 10 pS/cm), indicando o teor iônico significati- vamente reduzido, e não irão, por exemplo, interferir com metal, em modali- dades onde haja tratamento com zinco.

Em modalidades, as partículas podem então ser submetidas a

uma etapa de lavagem adicional incluindo um metal em solução para intensi- ficar as características de carga. Um aumento na proporção de alguns me- tais, em modalidades, zinco, na superfície de uma partícula do tôner pode aumentar a carga das partículas do tôner. Assim, uma etapa de lavagem pode incluir um metal.

ADITIVOS

Aditivos opcionais ainda podem ser combinados com um tôner para intensificar as propriedades das composições do tôner. Estão inclusos aditivos de superfície, intensificadores de cor etc. Aditivos de superfície que podem ser adicionados para as composições do tôner após a lavagem ou secagem incluem, por exemplo, sais metálicos, sais metálicos de ácidos graxos, sílicas coloidais, óxidos metálicos, titanatos de estrôncio, combina- ções dos mesmos e similares, cujos aditivos estão cada qual normalmente presentes em uma proporção de cerca de 0,1 a cerca de 10% em peso do tôner, de cerca de 0,5 a cerca de 7% em peso do tôner. Exemplos desses aditivos incluem, por exemplo, os apresentados nas Patentes de n°s. 3.590.000, 3.720,617, 3.655.374 e 3.983.045, cujo conteúdo está ora incor- porado por referência no total. Outros aditivos incluem estearato de zinco e AEROSIL R972® disponível de Degussa. As sílicas revestidas da Patente U.S. n° 6.190.815 e patente U.S. n° 6.004.714, cuja apresentação está ora incorporada por referência em sua totalidade, também podem ser seleciona- das em proporções de, por exemplo, cerca de 0,05 a cerca de 5% em peso do tôner, de cerca de 0,1 a cerca de 2% em peso do tôner. Os aditivos po- dem ser adicionados durante a agregação ou combinados no produto do tôner formado.

As partículas do tôner produzidas utilizando um látex da presen- te invenção pode ter um tamanho de cerca de 1 pm a cerca de 20 pm cerca de 2 μιη a cerca de 15 pm, cerca de 3 μιτι a cerca de 7 pm. As partículas do tôner das presente invenção podem ter uma circularidade de cerca de 0,9 a cerca de 0,99 de cerca de 0,92 a cerca de 0,98.

Seguinte aos métodos da presente invenção as partículas do tô- ner podem ser obtidas dotadas de várias vantagens em comparação com os tôners convencionais: 1) aumento na robustez da carga triboelétrica, que reduz os defeitos no tôner e melhora o desempenho da máquina; 2) facilida- de de implementar, sem maiores alterações aos processos de agrega- ção/coalescência existentes; 3) aumento na produtividade e redução no cus- to de manufatura unitário (UMC) reduzindo-se o tempo de produção e a ne- cessidade para uma nova tarefa (melhora em produção de qualidade); e 4) fusão do substrato intensificada.

UTILIZAÇÕES

O tôner de acordo com a presente invenção pode ser emprega- do em uma série de dispositivos de imageamento incluindo impressoras, máquinas de copiar e similares, associados com, por exemplo, processos de imageamento, como processos xerográficos, e fornecer imagens, com ima- gens coloridas com boa resolução, boa durabilidade, boa relação sinal-a- ruído, e uniformidade da imagem. Além disso, os tôners da presente inven- ção podem ser selecionados para imageamento eletrofotográfico e proces- sos de impressão, tais como sistemas e processo de imageamento digital.

O processo de imageamento inclui a geração de uma imagem em um aparelho de reconhecimento do caráter da imagem magnética de impressão eletrônica e, a seguir, revelação da imagem com uma composi- ção do tôner da presente invenção. A formação e revelação de imagens so- bre a superfície do material fotocondutor por meios eletrostáticos é bem co- nhecida. O processo xerográfico básico consiste na colocação de uma carga uniforme eletrostática sobre uma camada isolante fotocondutora, expondo a camada a uma imagem de luz e sombra para dissipar a carga nas áreas da camada exposta à luz e revelação da imagem eletrostática latente resultante por deposição sobre a imagem de um material eletroscópico finamente divi- dido, por exemplo, o tôner. O tôner irá ser normalmente atraído por aquelas áreas da camada, que retém uma carga, formando por isso, uma imagem do tôner correspondente à imagem eletrostática latente. No lugar da formação de imagem latente por carregamento uniforme da camada fotocondutora e a seguir expondo a camada a uma imagem de luz e sombra, pode-se formar a imagem por carregamento direto da camada na configuração de imagem. A seguir, a imagem de pó pode ser fixa à camada fotocondutora, eliminando a transferência da imagem de pó.

As composições reveladoras podem ser preparadas misturando os tôners obtidos com os processos aqui apresentados com partículas de veículo conhecidas, incluindo veículos revestidos, como aço ferritas e simila- res. Tais veículos incluem os apresentados na Patente U.S. n°s. 4.937.166 e 4.935.326 cuja total descrição está incorporada por referência ao presente. Os veículos podem se apresentar desde cerca de 2% em peso do tôner a cerca de 8% em peso do tôner, em modalidades, de cerca de 4% em peso a cerca de 6% em peso do tôner. As partículas veículo também podem incluir um núcleo com um revestimento polimérico sobre o mesmo, tal como poli- metilmetacrilato (PMMA) tendo ,no mesmo, disperso um componente condu- tor, como negro de fumo condutor. Revestimentos para veículo incluem resi- nas de silicone, como metil silsesquioxanos, fluorpolímeros, tais como fluore- to de polivinilidieno, misturas de resinas que não estão em proximidade dire- ta na série triboelétrica, como fluoreto de polivinilidieno e acrílicos, resinas termoestáveis como acrílicos, combinações destas e outros componentes conhecidos.

A revelação pode ocorrer via revelação da área de descarga. Na revelação na área de descarga, o fotorreceptor é carregado e a seguir as áreas para revelação são descarregadas. Os campos de revelação e cargas do tôner são de tal modo que o tôner é repelido pelas áreas carregadas no fotorreceptor sendo atraídos para as ares descarregadas. Tal processo de revelação pode ser usado em scanners a laser. A revelação pode ser realizada por um processo de revelação

com escova magnética, como apresentado por exemplo, na Patente U.S. n° 2.874.063, cuja descrição, por isso, é incorporada por referência em sua to- talidade. Tal método confere a execução de um revelador compreendendo o tôner da presente invenção e partículas de veículo magnéticas por um ímã. O campo magnético do ímã ocasiona o alinhamento dos veículos magnéti- cos em uma configuração semelhante à escova e a "escova magnética" é colocada em contato com a superfície portando a imagem eletrostática do fotorreceptor. As partículas do tôner são retiradas da escova para a imagem eletrostática por atração eletrostática às áreas descarregadas do fotorrecep- tor resultando na revelação da imagem. Em modalidades, o processo de es- cova magnética condutor é usado em que o revelador inclui partículas de veículo condutoras e conduz uma corrente elétrica entre o ímã inclinado a- través das partículas de veículo para o fotorreceptor.

IMAGEAMENTO

Métodos de imageamento também são conjeturados com os tô- ners aqui apresentados. Esses métodos incluem, por exemplo, alguns dos citados nas patentes acima e nas Patentes U.S. 4.265.990, 4.584.253 e 4.563.408, cuja inteira descrição está ora incorporada por referência ao pre- sente. A imagem formada em pó no fotorreceptor ou dispositivo de transfe- rência intermediário é transferida para uma superfície de suporte, como um papel. A imagem transferida pode a seguir ser afixada permanentemente na superfície de suporte por um processo de fusão, como por exemplo, exposi- ção ao calor. Outros meios de fixação adequados como tratamento com sol- vente ou revestimento sobreposto pode ser substituído por uma etapa de fixação a quente.

A fusão do tôner a um elemento receptor final, como um papel, garante fidelidade e longevidade da imagem. Portanto, as partículas do tôner podem ser tratadas para produzir uma imagem mais resistente à degradação da resolução, ocasionada por exemplo, por elementos, pressão e outros. Por exemplo, quando uma imagem transferida é exposta ao calor e/ou pressão, uma partícula do tôner preparada adequadamente pode tornar-se maleável para deformar ou moldar à superfície do membro receptor, ligando à mesma ou interdigitalizando com a mesma formando uma imagem mais durável, bem como propiciando uma imagem com características de apresentação desejáveis de escolha. Daí uma imagem "fixa" ou "fundida" pode ser mais resistente a alterações, por exemplo, por deformação do membro receptor, tal como um filme ou um papel ou à abrasão ou atrito, ou outra força mecâ- nica aplicada à superfície do membro receptor, como pressão ou peso apli- cados a uma imagem impressa, por exemplo, por um outro elemento recep- tor colocado sobre a mesma, exposição manual ou tátil e outros.

Os exemplos a seguir ilustram modalidades da presente inven- ção. Os exemplos destinam-se a ilustrar a invenção apenas não devendo ser vistos como Iimitantes do escopo da presente invenção. As partes e percen- tagens são em peso, a menos que indicado em contrário. Como aqui empre- gado, "temperatura ambiente" (RT) refere-se a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 30° C.

EXEMPLOS

Uma emulsão de látex composta de partículas poliméricas gera- das da polimerização em emulsão de estireno, n-butil acrilato e β-CEA foi preparada como a seguir. Uma solução superficial ativa consistindo em 0,6 g de Dowfax 2A1 (emulsificante aniônico) e 687 g de água deionizada foi pre- parada misturando-se por 10 minutos em um tanque de manutenção de aço inoxidável. O tanque de manutenção foi purgado com nitrogênio por 5 minu- tos antes de transferir o conteúdo para um reator. O reator foi purgado conti- nuamente com nitrogênio enquanto se agitava a 100 rpm. O reator foi aque- cido para 80°C a uma velocidade controlada e mantido nessa temperatura. Separadamente, 6,1 g de iniciador persulfato de amônio foram dissolvidos em 30,2 g de água deionizada. Separadamente, uma emulsão de monômero foi preparada misturando-se 311,4 g de estireno, 95,6 g de butil acrilato e 12, 21 g de β-CEA, 2,88 g de 1-dodecanotiol, 1,42 g de 1,10-decanodiol diacrila- to (ADOD), 8,04 g de Dowfax 2A1 (tensoativo aniônico) e 193 g de água dei- onizada para formar uma emulsão. Um por cento da emulsão acima foi in- troduzido lentamente no reator contendo a fase tensoativo aquosa para for- mação de "sementes", enquanto era purgado com nitrogênio. A solução ini- ciadora foi introduzida lentamente ao reator e depois de 10 minutos o restan- te da emulsão é introduzida continuamente no reator usando-se uma bomba de medição a uma velocidade de cerca de 0,5% / minutos. Uma vez que to- da a emulsão de monômero foi introduzida ao reator principal, a temperatura foi mantida a 80°C durante um período adicional de 2 horas a fim de comple- tar a reação. O resfriamento total foi a seguir aplicado e a temperatura do reator foi reduzida para 35°C. O produto foi coletado em um tanque de ma- nutenção.

A dispersão de pigmento usada era uma dispersão aquosa de pigmento Azul 15:3 da Sun Chemicals. A dispersão de pigmento continha um tensoativo aniônico. O teor de pigmento da dispersão era 17%, 2% de tensoativo e 81 % de água.

A seguir 156 g de látex de estireno do tanque de manutenção com uma carga de sólidos de 40% em peso e 45,3 g de emulsão de cera (o controle continha uma cera de polietileno com um ponto de fusão de 98°C e o experimento continha uma cera de parafina com um ponto de fusão menor de 82°C (tendo um teor de sólidos de 30,50% em peso foram adicionados para 500 g de água deionizada em um vaso e agitados com um homogenei- zador IKA Ultra Turrax® a 4.000 rpm. A seguir, 36,2 g da dispersão de pig- mento tendo uma carga de sólidos de 17% em peso foi adicionado para o reator, seguido por adição por gotejamento de 23 g de uma solução floculen- ta contendo 2,3 g de mistura de cloreto de polialumínio e 20,7 g de solução de ácido nítrico 0,02 M. Quando a mistura em flocos foi adicionado por gote- jamento, a velocidade do homogeneizador foi aumentada para 5.200 rpm e a mistura total foi homogeneizada por mais 5 minutos. A seguir, a mistura foi aquecida a 1°C por minuto a uma temperatura de 45°C mantendo-se nessa temperatura por um período de cerca de 3 horas, resultando em um diâme- tro medido da partícula em volume de 6,1 μιτι, conforme medido com um Contador Coulter. 74 g adicionais de látex de estireno para a mistura do rea- tor deixando-se agregar durante a noite a 45°C., resultando em um diâmetro médio da partícula em volume de 6,3 ym. 8 g de EDTA (Versene 100)) com uma carga de sólidos de 39% foram adicionados para os agregados seguido por 4,0% de solução de hidróxido de sódio para elevar o pH do conteúdo do reator para 6,5. A seguir, a mistura do reator foi aquecida a 1°C/minuto para uma temperatura de 93°C. Após aproximadamente 15 minutos o pH do rea- tor foi reduzido para 4,8 com adição de solução de ácido nítrico a 4%. A mis- tura do reator foi agitada a 93°C por 4 horas fazendo a coalescência das partículas e com que fiquem esferóides. O aquecedor do reator foi a seguir desligado, o conteúdo do reator resfriado bruscamente com água deionizada e a mistura do reator foi deixada resfriar para temperatura ambiente.

O tôner de cera de parafina de baixa fusão tinha um tamanho de partícula semelhante e GSD como aquelas do controle do tôner de cera de polietileno, contudo o formato do tôner contendo cera de parafina era mais esférico do que as partículas de controle. O MFI do tôner de cera de parafina era maior, conduzindo a um melhor fluxo e liberação da imagem. Os estudos reológicos demonstram que G', G" e a viscosidade foram menores para as partículas com a cera de parafina do que para as partículas compostas de cera de ponto de fusão maior, conduzindo a uma melhora do tôner experi- mental de interesse, quanto à aderência ao papel durante a transferência e fusão.

Tabela 1 - Comparações de Propriedade entre Tôners de Controle e Expe- rimentais _

Reolog ia @ Radianos/seg Batelada Cera Tipo de VD50 ND5QM6 VD84Z5O Circu- Umi- MFI G1 G" Bron- Visco- ID % cera larída- de dade % zeado (d) sidade Controle O-" CO Polieti- leno 662 1,243 1,211 0,958 0,22 16,9 12668 16179 0,78 1658 Tôner 6% Parafi- 6,49 1,23 1,19 0,966 0,21 19,9 8528 11785 0,72 1237 experi- na mental

Será considerado que, várias das características e funções aci-

ma apresentadas ou suas alternativas, podem ser combinados convenien- temente, em muitos outros sistemas ou aplicações diferentes. Também se considera que, várias alternativas, modificações, variações ou melhoras não previstas ou não antecipadas no presente momento podem ser a seguir fei- tas pelos versados na técnica, também pretendem estar abrangidas pelas reivindicações a seguir. A menos que, de modo específico descrito em uma reivindicação, etapas ou componentes das reivindicações, não devam estar implicados ou importados do relatório descritivo ou de quaisquer outras rei- vindicações em qualquer ordem, número, posição, tamanho, formato, angu- lo, cor ou material particular.

Claims (20)

1. Tôner compreendendo uma resina do núcleo compreendendo uma cera de baixa fusão ou mistura de ceras de baixa fusão, e uma resina de cápsula em que a cera de baixa fusão possui um ponto de fusão menor que cerca de 95°C e opcionalmente, a Tg da resina do núcleo é menor do que a Tg da resina da cápsula.

2. Tôner de acordo com a reivindicação 1, em que o tôner tem um índice de fluxo em fusão (MFI) de pelo menos cerca de 18 g/10 minutos a uma temperatura de cerca de 125°C e uma carga de 5 kg.

3. Tôner de acordo com a reivindicação 1, em que a Tg da resina da cápsula é menor do que cerca de 60°C.

4. Tôner de acordo com a reivindicação 1, em que a Tg da resina do núcleo é de pelo menos 1 grau menor do que a Tg da resina da cápsula.

5. Tôner de acordo com a reivindicação 1, em que a Tg da resi- na do núcleo é menor do que cerca de 60°C.

6. Tôner de acordo com a reivindicação 1, em que a reina da cápsula é selecionada do grupo consistindo em acrilatos de estireno, butadi- enos de estireno, metacrilatos de estireno e combinações dos mesmos.

7. Tôner, de acordo com a reivindicação 1, em que o tôner com- preende ainda um corante.

8. Tôner de acordo com a reivindicação 1, em que o tôner con- siste em um tôner de agregação em emulsão.

9. Tôner de acordo com a reivindicação 1, em que a cera é cera de parafina, cera microcristalina, cera Montana, cera ozoquerita, cera do Ja- pão, cera de jojoba, cera de abelha, cera de carnaúba ou combinações dos mesmos.

10. Tôner de acordo com a reivindicação 1, em que compreende uma viscosidade menor do que cerca de 1400 P.

11. Tôner compreendendo uma resina de núcleo compreenden- do uma cera de baixa fusão e uma resina da cápsula, em que a cera de bai- xa fusão é selecionada do grupo que consistindo em cera de parafina, cera microcristalina, cera Montana, cera ozoquerita, cera ceresina, cera de vase- lina, cera de petróleo e combinações das mesmas, e, opcionalmente, onde a Tg da resina do núcleo é menor do que a Tg da resina da cápsula.

12. Toner de acordo com a reivindicação 11, em que a cera de baixa fusão compreende uma cera de parafina.

13. Tôner de acordo com a reivindicação 11, em que a referida cera se apresenta em uma proporção de cerca de 1 a cerca de 6%.

14. Tôner, de acordo com a reivindicação 11, em que o tôner tem um índice de fluxo em fusão (MFI) de pelo menos cerca de 18 g/10 mi- nutos a uma temperatura de cerca de 125°C e uma carga de 5 kg.

15. Tôner de acordo com a reivindicação 11, em que a Tg da re- sina da cápsula é menor do que cerca de 60°C.

16. Revelador como definido na reivindicação 11, em que a cera de baixa fusão tem um ponto de fusão inferior a cerca de 90°C.

17. Revelador compreendendo o tôner como definido na reivin- dicaçãol.

18. Revelador de acordo com a reivindicação 17, em que o refe- rido revelador compreende uma fusão aperfeiçoada , em comparação com um revelador compreendendo o tôner dotado de uma cera de alta fusão, uma Tg da resina do núcleo maior do que a da resina da cápsula, ou ambos.

19. Revelador compreendendo o tôner como definido na reivin- dicação 11.

20. Revelador de acordo com a reivindicação 19, em que o dito revelador compreende uma fusão melhor, em comparação com um revela- dor compreendendo o tôner dotado de uma cera de alta fusão, uma Tg da resina do núcleo maior do que a da resina da cápsula, ou ambos.