BRPI1002415A2

BRPI1002415A2 - processos para a produção de latexes de poliéster via emulsificação isenta de solvente

Info

Publication number: BRPI1002415A2
Application number: BRPI1002415-8A
Authority: BR
Inventors: Santiago Faucher; Joo T Chung; Fumi Higuchi; Shigang S Qiu; Joseph L Leonardo; Brian J Andaya
Original assignee: Xerox Corp
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-05-15
Also published as: CN101987909A; JP2011032471A; JP5759121B2; CA2710722A1; CA2710722C; CN101987909B; BRPI1002415B1; EP2284214A2; US20110028620A1; EP2284214B1; EP2284214A3; US8207246B2

Abstract

PROCESSOS PARA A PRODUçãO DE LATEXES DE POLIéSTER VIA EMULSIFICAçãO ISENTA DE SOLVENTE. A presente invenção refere-se a um processo para fabricação de emulsão de látex adequada para uso em uma composição de toner que inclui contato de uma resina com um agente de neutralização sólido na ausência de um solvente orgânico para formar uma mistura via um processo de co-alimentação ou uma mistura pré-misturada e adição de um tensoativo sólido ou aquoso à mistura pré-misturada, ou antes de mistura por fusão da mistura.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOS PARA A PRODUÇÃO DE LATEXES DE POLIÉSTER VIA EMULSIFICA- ÇÃO ISENTA DE SOLVENTE".

CAMPO TÉCNICO

A presente descrição refere-se a processos para a produção de emulsões de resina úteis na produção de toners. Mais especificamente, pro- cessos contínuos isentos de solvente são proporcionados para emulsificação de resinas de poliéster de alto rendimento utilizando extrusoras.

ANTECEDENTES

Numerosos processos estão dentro da visão aqueles versados no campo para o preparo de toners. Agregação de emulsão (EA) é um de tais métodos. Toners de agregação de emulsão podem ser usados na for- mação de imagens xerográficas e/ou para impressão. Técnicas de agrega- ção de emulsão podem envolver a formação de uma emulsão polimérica mediante aquecimento de um monômero e realizando polimerização de e- mulsão semicontínua ou em batelada conforme divulgado, por exemplo, na Patente U.S. N° 5.853.943, a descrição da qual é aqui incorporada por refe- rência na íntegra. Outros exemplos de processos de emul- são/agregação/coalescência para o preparo de toners são ilustrados nas Patentes U.S. N°s 5.902.710; 5.910.387; 5.916.725; 5.919.595; 5.925.488. 5.977.210. 5.994.020 e Publicação de Pedido de Patente U.S. N° 2008/0107989, as descrições de cada uma das quais são aqui incorporadas por referência na íntegra.

Toners de poliéster têm sido preparados utilizando resinas de poliéster amorfo e cristalino conforme ilustrado, por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente U.S. N° 2008/0153027, a descrição do qual é aqui in- corporada por referência na íntegra. A incorporação desses polímeros no toner requer, primeiro, que eles sejam formulados em emulsões preparadas através de processos em batelada contendo solvente, por exemplo, emulsifi- cação rápida com solvente e/ou emulsificação por inversão de fase baseada em solvente (PIE), as quais consomem tempo e energia. Em ambos os ca- sos, grandes quantidades de solventes orgânicos, tais como cetonas ou ál- coois, têm sido usadas para dissolver as resinas, o que pode requerer sub- sequente destilação de energia intensa para formar os Iatexes e não são ambientalmente seguros.

Emulsões de látex sem solvente têm sido formadas em um pro- cesso em batelada ou extrusão através da adição de uma solução de neutra- lização, uma solução tensoativa e água a uma resina termicamente amoleci- da conforme ilustrado, por exemplo, nos Pedidos de Patente U.S. N- de Sé- rie 12/032.173 e 12/056.529, as descrições de cada um dos quais são aqui incorporadas por referência na íntegra. Contudo, uma pequena quantidade de material espesso permanece não emulsificado nesses processos e, as- sim, a conversão da resina ao látex não é completa. Os Iatexes devem, por- tanto, ser tratados para remover esse conteúdo espesso ou uma etapa de polimento deve ser adicionada para converter a resina residual ou material espesso em partículas de látex. Por exemplo, filtração pode ser usada para remover qualquer material espesso, enquanto que ultrassom e/ou homoge- neização usando dispositivos de alto cisalhamento externos podem ser apli- cados ao látex produzido pela extrusora para completar a conversão. As e- tapas de processo adicionais, contudo, não são desejáveis, uma vez que elas adicional complexidade, consumo de energia e custo.

Seria vantajoso proporcionar um processo para o preparo de um látex polimérico adequado para uso em um produto de toner que é mais efi- ciente, consome menos tempo e tem um alto rendimento do produto.

SUMÁRIO

Processos contínuos isentos de solvente para formação de Iate- xes de poliéster de alto rendimento, de baixo teor de espessos são divulga- dos, os quais são, então, utilizados na formação de um toner. Em modalida- des, é proporcionado um processo o qual inclui contato de pelo menos uma resina de poliéster com um agente de neutralização sólido, tal como flocos de hidróxido de amônio, flocos de hidróxido de potássio, flocos de carbonato de potássio, organoaminas e combinações dos mesmos, na ausência de um solvente orgânico para formar uma mistura pré-misturada; contato da mistu- ra pré-misturada com um tensoativo; mistura por fusão da mistura; contato da mistura misturada fundida com água desionizada para formar uma emul- são óleo em água; e recuperação contínua de partículas de látex.

Em outras modalidades, é proporcionado um processo o qual in- clui contato de pelo menos uma resina de poliéster e um agente de neutrali- zação sólido, tal como flocos de hidróxido de amónio, flocos de hidróxido de potássio, flocos de hidróxido de sódio, flocos de carbonato de sódio, flocos de bicarbonato de sódio, flocos de hidróxido de lítio, flocos de carbonato de potássio, organoaminas e combinações dos mesmos, na ausência de um solvente orgânico para formar uma modalidade; contato da mistura com um tensoativo; mistura por fusão da mistura; contato da mistura misturada fundi- da com água desionizada para formar uma emulsão óleo em água; e recupe- ração contínua de partículas de látex tendo um teor de espessos de cerca de 0,01% a cerca de 1%.

Em ainda outras modalidades, é proporcionado um processo in- cluindo contato de pelo menos uma resina de poliéster e flocos de hidróxido de sódio na ausência de um solvente orgânico para formar uma mistura; contato da mistura com um tensoativo sólido; mistura por fusão da mistura; contato da mistura misturada fundida com água desionizada para formar uma emulsão óleo em água; e recuperação contínua de partículas de látex tendo um teor de espessos de cerca de 0,01 % a cerca de 1 %.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Várias modalidades da presente descrição serão descritas aqui abaixo com referência às figuras, em que:

a figura 1 é um fluxograma que representa um processo com ex- trusora para o preparo de um látex de poliéster de acordo com o Exemplo 1 da presente descrição;

a figura 2 é um gráfico que representa a distribuição de tamanho de partícula para o látex de acordo com o Exemplo 1 da presente descrição;

a figura 3 é um fluxograma que representa um processo com ex- trusora para o preparo de um látex de poliéster de acordo com o Exemplo 2 da presente descrição;

a figura 4 é um gráfico que representa a distribuição de tamanho de partícula para o látex de acordo com o Exemplo 2 da presente descrição;

a figura 5 é um fluxograma que representa um processo com ex- trusora para o preparo de um látex de poliéster de acordo com o Exemplo 3 da presente descrição;

a figura 6 é um gráfico que representa a distribuição de tamanho de partícula para o látex de acordo com o Exemplo 3 da presente descrição; e

a figura 7 é um fluxograma que representa um processo com ex- trusora para o preparo de um látex de poliéster de acordo com outra modali- dade da presente descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A presente descrição proporciona processos isentos de solvente para formação de látex de poliéster de alto rendimento, com baixo teor de espessos os quais podem ser utilizados na formação de um toner.

Em modalidades, a presente descrição proporciona um processo contínuo o qual inclui contato de pelo menos uma resina de poliéster com um agente de neutralização sólido na ausência de um solvente orgânico pa- ra formar uma mistura pré-misturada; contato da mistura pré-misturada com um tensoativo; mistura por fusão da mistura; contato da mistura fundida mis- turada com água desionizada em três intervalos subsequentes para formar uma emulsão; e recuperação contínua de partículas de látex tendo um baixo teor de espessos.

Em modalidades, a presente descrição proporciona um processo contínuo o qual inclui co-alimentação de pelo menos uma resina de poliéster e um agente de neutralização a um alimentador de rosca na ausência de um solvente orgânico para formar uma mistura; contato da mistura com um ten- soativo; mistura por fusão da mistura; contato da mistura fundida misturada com água desionizada em três intervalos subsequentes para formar uma emulsão; e recuperação contínua de partículas de látex tendo um baixo teor de espessos.

Em modalidades, a presente descrição proporciona um toner de alto rendimento com baixo teor de espessos o qual inclui pelo menos uma resina de poliéster na ausência de um solvente orgânico; um agente de neu- tralização sólido selecionado do grupo consistindo de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, hidróxido de lítio, carbonato de potássio, organoaminas, tal como piperazina e seme- lhantes; um tensoativo; água desionizada; e opcionalmente um ou mais in- gredientes adicionais de uma composição de toner; em que o teor de espes- sos do látex é de cerca de 0,01% a cerca de 1% dos sólidos totais.

Conforme usado aqui, "a ausência de um solvente orgânico" in- clui, em modalidades, por exemplo, que solventes orgânicos não são usados para dissolver a resina ou agente de neutralização para emulsificação. Con- tudo, deve ser entendido que quantidades mínimas de tais solventes podem estar presentes em tais resinas como uma conseqüência de seu uso no pro- cesso de formação da resina.

Resinas

Qualquer resina pode ser utilizada na formação de uma emulsão da látex da presente descrição. Em modalidades, as resinas podem ser uma resina amorfa, uma resina cristalina e/ou uma combinação das mesmas. Em outras modalidades, a resina pode ser uma resina de poliéster, incluindo as resinas descritas nas Patentes U.S. N- 6.593.049 e 6.756.176, as descri- ções de cada uma das quais são aqui incorporadas por referência na ínte- gra. Resinas adequadas também podem incluir uma mistura de uma resina de poliéster amorfo e uma resina de poliéster cristalino, conforme descrito na Patente U.S. N° 6.830.860, a descrição da qual é aqui incorporada por refe- rência na íntegra.

Em modalidades, a resina pode ser uma resina de poliéster for- mada através de reação de um diol com um diácido na presença de um ca- talisador opcional. Para formação de um poliéster cristalino, dióis orgânicos adequados incluem dióis alifáticos com de cerca de 2 a cerca de 36 átomos de carbono, tais como 1,2-etanodiol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5- pentanodiol, 2,2-dimetilpropano-1,3-diol, 1,6-hexanodiol, 1,7-heptanodiol, 1,8-octanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,10-decanodiol, 1,12-dodecanodiol e seme- lhantes, incluindo seus isômeros estruturais. O diol alifático pode ser, por exemplo, selecionado em uma quantidade de cerca de 40 a cerca de 60 mo- les por cento, em modalidades de cerca de 42 a cerca de 55 moles por cen- to, em modalidades de cerca de 45 a cerca de 53 moles por cento e um se- gundo diol pode ser selecionado em uma quantidade de cerca de 0 a cerca de 10 moles por cento, em modalidades de cerca de 1 a cerca de 4 moles por cento da resina.

Exemplos de diácidos ou diésteres orgânicos, incluindo diácidos de vinila ou diésteres de vinila selecionados para o preparo das resinas cris- talinas incluem ácido oxálico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido fumárico, fumarato de dimetila, itaconato de dimetila, eis 1,4-diacetóxi-2-buteno, fumarato de dietila, maleato de dietila, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido nafta- leno-2,6-dicarboxílixo, ácido naftaleno-2,7-dicarboxílico, ácido ciclo-hexano dicarboxílico, ácido malônico e ácido mesacônico, um diéster ou anidrido dos mesmos. O diácido orgânico pode ser selecionado em uma quantidade, por exemplo, em modalidades de cerca de 40 a cerca de 60 moles por cento, em modalidades de cerca de 42 a cerca de 52 moles por cento, em modalidades de cerca de 45 a cerca de 50 moles por cento e um segundo diácido pode ser selecionado em uma quantidade de cerca de 0 a cerca de 10 moles por cento da resina.

Exemplos de resinas cristalinas incluem poliésteres, poliamidas, poliimidas, poiiolefinas, polietileno, polibutileno, poliisobutirato, copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de etileno-acetato de vinila, polipropileno, misturas dos mesmos e semelhantes. Resinas cristalinas específicas podem ser baseadas em poliéster, tais como (poli)etileno-adipato, (poli)propileno- adipato, (poli)butileno-adipato, (poli)pentileno-adipato, (poli)hexileno-adipato, (poli)octileno-adipato, (poli)etileno-succinato, (poli)propileno-succinato, (po- li)butileno-succinato, (poli)pentileno-succinato, (poli)hexileno-succinato, (po- li)octileno-succinato, (poli)etileno-sebacato, (poli)propileno-sebacato, (po- li)butileno-sebacato, (poli)pentileno-sebacato, (poli)hexileno-sebacato, (po- li)octileno-sebacato, (poli)decileno-sebacato, (poli)decileno-decanoato, (po- li)etileno-decanoato, (poli)etileno dodecanoato, (poli)nonileno-sebacato, (po- li)nonileno-decanoato, co(poli)etileno-fumarato-co(poli)etileno-sebacato, co(poli)etileno-fumarato-co(poli)etileno-decanoato, co(poli)etileno-fumarato- co(poli)etileno-dodecanoato, co(poli)2,2-dimetilpropano-1,3-diol-decanoato- co(poli)nonileno-decanoato, (poli)octileno-adipato. Exemplos de poliamidas incluem (poli)etileno-adipamida, (poli)propileno-adipamida, (poli)butileno- adipamida, (poli)pentileno-adipamida, (poli)hexileno-adipamida, (po- li)octileno-adipamida, (poli)etileno-succinimida e (poli)propileno-sebecamida. Exemplos de poliimidas incluem (poli)etileno-adipimida, (poli)propileno- adipimida, (poli)butileno-adipimida, (poli)pentileno-adipimida, (poli)hexileno- adipimida, (poli)octileno-adipimida, (poli)etileno-succinimida, (poli)propileno- succinimida e (poli)butileno-succinimida.

A resina cristalina pode estar presente, por exemplo, em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 50 por cento em peso dos componen- tes de toner, em modalidades de cerca de 5 a cerca de 35 por cento em pe- so dos componentes de toner. A resina cristalina pode possuir vários pontos de fusão, por exemplo, de cerca de 30 0C a cerca de 120 °C, em modalida- des de cerca de 50 0C a cerca de 90 °C. A resina cristalina pode ter um peso molecular numérico médio (Mn)1 conforme medido através de cromatografia por permeação de gel (GPC), por exemplo, de cerca de 1.000 a cerca de 50.000, em modalidades de cerca de 2.000 a cerca de 25.000 e um peso molecular gravimétrico médio (Mw), por exemplo, de cerca de 2.000 a cerca de 100.000, em modalidades de cerca de 3.000 a cerca de 80.000, conforme determinado através de cromatografia por permeação de gel usando pa- drões de poliestireno. A distribuição de peso molecular (Mw/Mn) da resina cristalina pode ser, por exemplo, de cerca de 2 a cerca de 6, em modalida- des de cerca de 3 a cerca de 4.

Exemplos de diácidos ou diésteres incluindo diácidos de vinila ou diésteres de vinila utilizados para o preparo de poliésteres amorfos inclu- em ácidos ou diésteres dicarboxílicos, tais como ácido tereftálico, ácido ftáli- co, ácido isoftálico, ácido fumárico, ácido trimelítico, fumarato de dimetila, itaconato de dimetila, eis 1,4-diacetóxi-2-buteno, fumarato de dietila, maleato de dietila, ácido maleico, ácido succínico, ácido itacônico, anidrido succínico, ácido dodecil-succínico, anidrido dodecil-succínico, ácido glutárico, anidrido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, do- decanodiácido, tereftalato de dimetila, tereftalato de dietila, isoftalato de di- metila, isoftalato de dietila, ftalato de dimetila, anidrido ftálico, ftalato de dieti- la, succinato de dimetila, fumarato de dimetila, maleato de dimetila, glutarato de dimetila, adipato de dimetila, dodecil-succinato de dimetila e combinações dos mesmos. Os diácidos ou diésteres orgânicos podem estar presentes, por exemplo, em uma quantidade de cerca de 40 a cerca de 60 moles por cento da resina, em modalidades de cerca de 42 a cerca de 52 moles pode cento da resina, em modalidades de cerca de 45 a cerca de 50 moles por cento da resina.

Exemplos de dióis os quais podem ser utilizados na geração do poliéster amorfo incluem 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,2-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, pentanodiol, hexanodiol, 2,2- dimetilpropanodiol, 2,2,3-trimetilhexanodiol, heptanodiol, dodecanodiol, bis(hidroxietil)-bisfenol A, bis(2-hidroxipropil)-bisfenol A, 1,4-ciclo- hexanodimetanol, 1,3-ciclo-hexanodimetanol, xilenodimetanol, ciclo- hexanodiol, dietileno glicol, oxido de bis(2-hidroxietila), dipropileno glicol, di- butileno e combinações dos mesmos. A quantidade de dióis orgânicos sele- cionados pode variar e pode estar presente, por exemplo, em uma quantida- de de cerca de 40 a cerca de 60 moles por cento da resina, em modalidades de cerca de 42 a cerca de 55 moles por cento da resina, em modalidades de cerca de 45 a cerca de 53 moles por cento da resina.

Catalisadores de policondensação os quais podem ser utilizados na formação dos poliésteres cristalinos ou amorfos incluem titanatos de te- traalquila, óxidos de dialquilestanho, tal como oxido de dibutilestanho, tetra- alquilestanhos, tal como dilaurato de dibutilestanho e hidróxidos de oxido de dialquilestanho, tal como hidróxido de óxido de butilestanho, alcóxidos de alumínio, alquil zinco, dialquil zinco, óxido de zinco, óxido estanoso ou com- binações dos mesmos. Tais catalisadores podem ser utilizados em quanti- dades, por exemplo, de cerca de 0,01 mol por cento a cerca de 5 moles por cento, baseado no diácido ou diéster de iniciação usado para gerar a resina de poliéster.

Em modalidades, conforme mencionado acima, uma resina de poliéster amorfo insaturada pode ser utilizada como uma resina de látex. Exemplos de tais resinas incluem aquelas divulgadas na Patente U.S. Na 6.063.827, a descrição da qual é aqui incorporada por referência na íntegra. Resinas de poliéster amorfo insaturadas exemplificativas incluem, mas não estão limitadas a, cofumarato de bisfenol (poli)propoxilado, cofumarato de bisfenol (poli)etoxilado, cofumarato de bisfenol (poli)butiloxilado, cofumarato de bisfenol co-etoxilado bisfenol (poli)copropoxilado, fumarato de (poli)1,2- propileno, comaleato de bisfenol (poli)propoxilado, comaleato de bisfenol (poli)etoxilado, comaleato de bisfenol (poli)butiloxilado, comaleato de bisfe- nol coetoxilado bisfenol (poli)copropoxilado, maleato de (poli)1,2-propileno, coitaconato de bisfenol (poli)propoxilado, coitaconato de bisfenol (po- li)etoxilado, coitaconato de bisfenol (poli)butiloxilado, coitaconato de bisfenol co-etoxilado bisfenol (poli)copropoxilado, itaconato de (poli)1,2-propileno e combinações dos mesmos.

Em modalidades, uma resina de poliéster adequada pode ser um poliéster amorfo, tal como uma resina de cofumarato de bisfenol A (po- li)propoxilada tendo a fórmula (I) a seguir:

<formula>formula see original document page 10</formula>

em que m pode ser de cerca de 5 a cerca de 1000. Exemplos de resinas e processos para sua produção incluem aqueles divulgados na Pa- tente U.S. N° 6.063.827, a descrição da qual é incorporada aqui na íntegra.

Um exemplo de uma resina de fumarato de bisfenol A propoxila- da linear a qual pode ser utilizada como uma resina de látex está disponível sob a marca comercial SPARII da Resana S/A Indústrias Químicas, São Paulo, Brasil. Outras resinas de fumarato de bisfenol A propopxilada que podem ser utilizadas e estão comercialmente disponíveis incluem GTUF e FPESL-2 da Kao Corporation, Japão e EM181635 da Reichhold, Research Triangle Park, Carolina do Norte e semelhantes.

Resinas cristalinas adequadas as quais podem ser utilizadas, opcionalmente em combinação com uma resina amorfa conforme descrito acima, incluem aquelas divulgadas na Publicação de Pedido de Patente U.S. N°2006/0222991, a descrição da qual é aqui incorporada por referência na íntegra. Em modalidades, uma resina cristalina pode incluir uma resina for- mada de etileno glicol e uma mistura de co-monômeros de ácido dodecano- dioico e ácido fumárico com a seguinte fórmula:

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

em que b é de cerca de 5 a cerca de 2000 e d é de cerca de 5 a cerca de 2000.

Por exemplo, em modalidades, uma resina de cofumarato de bisfenol A (poli)propoxilada de fórmula I, conforme descrito acima, pode ser combinada com uma resina cristalina de fórmula Il para formar uma emulsão da látex.

A resina amorfa pode estar presente, por exemplo, em uma quantidade de cerca de 30 a cerca de 90 por cento em peso dos componen- tes de toner, em modalidades de cerca de 40 a cerca de 80 por cento em peso dos componentes de toner. Em modalidades, a resina amorfa ou com- binação de resinas amorfas utilizada no látex pode ter uma temperatura de transição do vidro de cerca de 30°C a cerca de 80 C, em modalidades de cerca de 35°C a cerca de 70°C. Em outras modalidades, as resinas combi- nadas utilizadas no látex podem ter uma viscosidade de fundido de cerca de a cerca de 1.000.000 Pa*S a cerca de 130°C, em modalidades de cerca de 50 a cerca de 100.000 Pa*S.

Uma, duas ou mais resinas podem ser usadas. Em modalidades, onde duas ou mais resinas são usadas, as resinas podem estar em qualquer proporção adequada (por exemplo, proporção em peso) tal como, por exem- plo, de cerca de 1% (primeira resina)/99% (segunda resina) a cerca de 99% (primeira resina)/ 1% (segunda resina), em modalidades de cerca de 10% (primeira resina)/90% (segunda resina) a cerca de 90% (primeira resi- na)/10% (segunda resina). Onde a resina inclui uma resina amorfa e uma resina cristalina, a proporção em peso das duas resinas pode ser cerca de 99% (resina amorfa) : 1% (resina cristalina) a cerca de 1% (resina amorfa) : 90% (resina cristalina).

Em modalidades, a resina pode possuir grupos ácidos os quais, em modalidades, podem estar presentes no término da resina. Grupos áci- dos os quais podem estar presentes incluem grupos ácidos carboxílicos e semelhantes. O número de grupos ácido carboxílico pode ser controlado ajustando os materiais utilizados para formar a resina e as condições de re- ação.

Em modalidades, a resina pode ser uma resina de poliéster ten- do um número ácido de cerca de 2 mg de KOH/g a cerca de 200 mg de KOH/g de resina, em modalidades de cerca de 5 mg de KOH/g de resina a cerca de 50 mg de KOH/g de resina. A resina contendo ácido pode ser dis- solvida em solução de tetrahidrofurano. O número ácido pode ser detectado através de titulação com solução de KOH/metanol contendo fenolftaleína como o indicador. O número ácido pode, então, ser calculado baseado na quantidade equivalente de KOH/metanol requerida para neutralizar todos os grupos ácidos sobre a resina identificados como o ponto final da titulação.

Agente de Neutralização

Em modalidades, a resina pode ser pré-misturada com uma ba- se fraca ou agente de neutralização. Em modalidades, a base pode ser um sólido, desse modo, eliminando a necessidade de utilizar uma solução, o que evita os riscos e dificuldades associadas ao bombeamento da solução.

Em modalidades, a resina e o agente de neutralização podem ser simultaneamente alimentados através de um processo de co- alimentação, o qual pode controlar precisamente a taxa de alimentação da base e da resina na extrusora por todo o processo e o qual pode, então, ser misturado por fusão, seguido por emulsificação. Utilização desse processo permite controlar a concentração de base e um processo mais eficiente. Co- alimentação pode permitir reprodutibilidade e estabilidade do processo e di- minuir significativamente o desperdício de inicialização.

Em modalidades, o agente de neutralização pode ser usado pa- ra neutralizar grupos ácidos nas resinas, de modo que um agente de neutra- lização aqui também pode ser referido como um "agente de neutralização básico". Qualquer reagente de neutralização básico adequado pode ser u- sado de acordo com a presente descrição. Em modalidades, agentes de neutralização básicos adequados podem incluir agentes básicos inorgânicos e agentes básicos orgânicos. Agentes básicos adequados podem incluir hi- dróxido de amônio, hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato de sódio, hidróxido de lítio, carbonato de potássio, combi- nações dos mesmos e semelhantes. Agentes básicos adequados também podem incluir compostos monocíclicos e compostos policíclicos tendo pelo menos um átomo de nitrogênio tais como, por exemplo, aminas secundárias, as quais incluem aziridinas, azetidinas, piperazinas, piperidinas, piridinas, bipiridinas, terpiridinas, di-hidropiridinas, morfolinas, N-alquilmorfolinas, 1,4- diazabiciclo[2.2.2]octanos, 1,8-diazabicicloundecanos, 1,8-diazabici- cloundecenos, pentilaminas dimetiladas, pentilaminas trimetiladas, pirimidi- nas, pirróis, pirrolidinas, pirrolidinonas, indóis, indolinas, indanonas, benzin- dazonas, imidazóis, benzimidazóis, imidazolonas, imidazolinas, oxazóis, iso- xazóis, oxazolinas, oxadiazóis, tiadiazóis, carbazóis, quinolinas, isoquinoli- nas, naftiridinas, triazinas, triazóis, tetrazóis, pirazóis, pirazolinas e combina- ções dos mesmos. Em modalidades, os compostos monocíclicos e policícli- cos podem ser não substituídos ou substituídos em qualquer posição de carbono sobre o anel.

Em modalidades, uma emulsão formada de acordo com a pre- sente descrição pode também incluir uma pequena quantidade de água, em modalidades água desionizada (DIW) em quantidades de cerca de 30% a cerca de 95%, em modalidades de cerca de 30% a cerca de 60%, em tem- peraturas que fundem ou derretem a resina, de cerca de 40 0C a cerca de 140 °C, em modalidades de cerca de 60°C a cerca de 100 °C.

O agente básico pode ser utilizado como um sólido tal como, por exemplo, flocos de hidróxido de sódio, de modo que ele esteja presente em uma quantidade de cerca de 0,001% em peso a 50% em peso da resina, em 5 modalidades de cerca de 0,01% em peso a cerca de 25% em peso da resi- na, em modalidades de cerca de 0,1% em peso a 5% em peso da resina.

Conforme mencionado acima, o agente de neutralização básico pode ser adicionado a uma resina possuindo grupos ácidos. A adição do agente de neutralização básico pode, assim, elevar o pH de uma emulsão, incluindo uma resina possuindo grupos ácidos de cerca de 5 a cerca de 12, em modalidades de cerca de 6 a cerca de 11. A neutralização dos grupos ácidos pode, em modalidades, intensificar a formação da emulsão. Tensoativos

Em modalidades, o processo da presente descrição pode incluir adição de um tensoativo, antes ou durante a mistura por fusão, à resina em uma temperatura elevada. Em modalidades, o tensoativo pode ser adiciona- do antes de mistura por fusão da resina em uma temperatura elevada. Em modalidades, um tensoativo sólido pode ser co-alimentado com a resina e o agente de neutralização à extrusora. Em modalidades, um tensoativo sólido pode ser adicionado à resina e agente de neutralização para formar uma mistura pré-misturada antes de mistura por fusão. Onde utilizada, uma emul- são de resina pode incluir um, dois ou mais tensoativos. Os tensoativos po- dem ser selecionados de tensoativos iônicos e tensoativos não-iônicos. Ten- soativos aniônicos e tensoativos catiônicos são abrangidos pelo termo "ten- soativos iônicos". Em modalidades, o tensoativo pode ser adicionado como um sólido ou como uma solução com uma concentração de cerca de 5% a cerca de 100% (tensoativo puro) em peso, em modalidades de cerca de 10% a cerca de 95% em peso. Em modalidades, o tensoativo pode ser utilizado de modo que ele esteja presente em uma quantidade de cerca de 0,01% a cerca de 20% em peso da resina, em modalidades de cerca de 0,1% a cerca de 16% em peso da resina, em outras modalidades de cerca de 1% a cerca de 14% em peso da resina. Tensoativos aniônicos os quais podem ser utilizados incluem sulfatos e sulfonatos, dodecil-sulfato de sódio (SDS), dodecilbenzeno sulfo- nato de sódio, dodecilnaftaleno sulfato de sódio, dialquil benzenoalquil sulfa- tos e sulfonatos, ácidos tal como ácido abítico disponível da Aldrich, NEO- GEN R®, NEOGEN SC® obtidos da Daiichi Kogyo Seiyaku, combinações dos mesmos e semelhantes. Outros tensoativos aniônicos adequados incluem, em modalidades, DOWFAX® 2A1, um alquildifenilóxido dissulfonato da The Dow Chemical Company e/ou TAYCA POWER BN2060 da Tayca Corporati- on (Japão), os quais são dodecilbenzeno sulfonatos de sódio ramificados. Combinações desses tensoativos e qualquer um dos tensoativos aniônicos precedentes podem ser utilizadas em modalidades.

Exemplos dos tensoativos catiônicos, os quais são usualmente carregados positivamente incluem, por exemplo, cloreto de alquilbenzil dime- til amônio, cloreto de dialquil benzenoalquil amônio, cloreto de Iauril trimetil amônio, cloreto de alquilbenzil metil amônio, brometo de alquil benzil dimetil amônio, cloreto de benzalcônio, brometo de cetil piridínio, brometos de Ci2, C15, C17 trimetil amônio, sais de haleto de polioxietil alquilaminas quaterniza- das, cloreto de dodecilbenzil trietil amônio, MIRAPOL® e ALKAQUAT®, dis- poníveis da Alkaril Chemical Company, SANIZOL® (cloreto de benzalcônio) disponível da Kao Chemicals e semelhantes e misturas dos mesmos.

Exemplos de tensoativos não-iônicos que podem ser utilizados para os processos ilustrados aqui incluem, por exemplo, ácido poliacrílico, metalose, metil celulose, etil celulose, propil celulose, hidróxi etil celulose, carbóxi metil celulose, polioxietileno cetil éter, polioxietileno Iauril éter, poiio- xietileno octil éter, polioxietileno octilfenil éter, polioxietileno oleil éter, mono- Iaurato de polioxietileno sorbitan, polioxietileno estearil éter, polioxietileno nonilfenil éter, dialquilfenóxi (poli)etilenóxi etanol disponível da Rhone- Poulenc como IGEPAL CA-210®, IGEPAL CA-520®, IGEPAL CA-720®, IGE- PAL C0-890®, IGEPAL C0-720®, IGEPAL C0-290®, IGEPAL CA-210®, AN- TAROX 890® e ANTAROX 897®. Outros exemplos de tensoativos não- iônicos adequados podem incluir um copolímero de óxido de polietileno e óxido de polipropileno, incluindo aqueles comercialmente disponíveis como SYNPERONIC PE/F, em modalidades SYNPERONIC PE/F 108. Combina- ções desses tensoativos e qualquer um dos tensoativos precedentes podem ser utilizadas em modalidades. Processamento

Conforme mencionado acima, o presente processo contínuo in- clui mistura por fusão de uma mistura em uma temperatura elevada conten- do uma resina, um tensoativo sólido ou aquoso e um agente de neutraliza- ção sólido, em que um solvente orgânico não é utilizado no processo para formar uma emulsão de látex. Em modalidades, a resina e o agente de neu- tralização podem ser pré-misturados antes de mistura por fusão. Em modali- dades, a resina pode ser coalimentada em uma alimentação de rosca com o agente de neutralização sólido.

Mais de uma resina pode ser utilizada na formação do látex. Conforme mencionado acima, a resina pode ser uma resina amorfa, uma resina cristalina ou uma combinação das mesmas. Em modalidades, a resi- na pode ser uma resina amorfa e a temperatura elevada pode ser uma tem- peratura acima da temperatura de transição do vidro da resina amorfa. Em outras modalidades, a resina pode ser uma resina cristalina e a temperatura elevada pode ser uma temperatura acima do ponto de fusão da resina crista- lina. Em outras modalidades, a resina pode ser uma mistura de resinas cris- talina e amorfa e a temperatura pode estar acima da temperatura de transi- ção do vidro da mistura.

Em modalidades, o agente de neutralização o qual pode ser uti- lizado inclui flocos de hidróxido de sódio, embora outros agentes menciona- dos aqui acima possam ser utilizados. Em modalidades, o tensoativo utiliza- do pode ser uma solução aquosa de alquil difenilóxido dissulfonato, para assegurar que neutralização apropriada da resina ocorra quando de utiliza- ção de flocos de NaOH e leva a um látex de alta qualidade com um baixo teor de espessos. Alternativamente, um tensoativo sólido de dodecil benze- no sulfonato de sódio pode ser utilizado e coalimentado com a resina no de- pósito alimentador da extrusora, eliminando a necessidade de usar uma so- lução para simplificar e criar um processo mais eficiente. Em modalidades, o tensoativo pode ser adicionado a um ou mais ingredientes da composição de resina antes, durante ou após mistura- fusão. Em modalidades, o tensoativo pode ser adicionado antes, durante ou após a adição do agente de neutralização. Em modalidades, o tensoativo pode ser adicionado antes da adição do agente de neutralização. Em moda- lidades, um tensoativo sólido pode ser adicionado à mistura pré-misturada antes de mistura por fusão.

A temperatura elevada pode ser de cerca de 30 °C a cerca de 300 °C, em modalidades de cerca de 50 0C a cerca de 200 °C, em outras modalidades de cerca de 70 °C a cerca de 150 °C.

Mistura por fusão pode ser conduzida em uma extrusora, isto é, uma extrusora dupla rosca, um amassador, tal como um misturador Haake, um reator em batelada ou qualquer outro dispositivo capaz de mistura íntima de materiais viscosos para criar misturas quase homogêneas.

Agitação, embora não necessária, pode ser utilizada para inten- sificar a formação do látex. Qualquer dispositivo de agitação adequado pode ser utilizado. Em modalidades, a agitação pode ser em de cerca de 10 revo- luções por minuto (rpm) a cerca de 5.000 rpm, em modalidades de cerca de 20 rpm a cerca de 2.000 rpm, em outras modalidades de cerca de 50 rpm a cerca de 1.000 rpm. A agitação não precisa ser em uma velocidade constan- te, mas pode ser variada. Por exemplo, à medida que o aquecimento da mis- tura se toma mais uniforme, a taxa de agitação pode ser aumentada. Formação de Emulsão

Uma vez que a resina, agente de neutralização e tensoativo são misturados por fusão, a mistura pode, então, ser contatada com a água para formar uma emulsão de látex. Água pode ser adicionada de modo a formar um látex com um teor de sólidos de cerca de 5% a cerca de 50%, em moda- lidades de cerca de 10% a cerca de 40%. Embora maiores temperaturas da água possam acelerar o processo de dissolução, látex podem ser formados em temperaturas tão baixas quanto a temperatura ambiente. Em outras mo- dalidades, temperaturas da água podem ser de cerca de 40 °C a cerca de 100 °C, em modalidades de cerca de 50°C a cerca de 100 °C. O contato entre a água e a mistura de resina pode ser obtido de qualquer maneira adequada, tal como em um vaso ou conduto contínuo, em um leito empacotado. Em modalidades, um processo de extrusão sem sol- vente é utilizado, conforme mostrado na figura 1, conforme descrito no E- xemplo 1. Em modalidades, à medida que a mistura de resina trafega pela extrusora, água pode ser adicionada em três orifícios subsequentes. Isso pode ser vantajoso de modo que a transição de uma emulsão água em óleo para um óleo em água possa ser gradual, assegurando que os materiais continuam a misturar ao invés de separar de fase e otimizar a formação de emulsão na extrusora. Em modalidades, os orifícios podem injetar água de- sionizada preaquecida na extrusora em taxas de cerca de 40 g/min a cerca de 400 g/min, em modalidades de cerca de 100 g/min a cerca de 200 g/min.

O produto que sai da extrusora pode incluir uma corrente de lá- tex que é coletada em um tanque com resíduos de vapor com ligeira agita- ção antes de ser descarregado para armazenamento e posterior uso no pro- cesso de agregação/coalescência descrito abaixo.

O tamanho de partícula da emulsão de látex formada pode ser controlado pela proporção de concentração de tensoativo e agente de neu- tralização para resina de poliéster. A concentração de sólidos do látex pode ser controlada pela proporção da mistura de resina para água.

De acordo com a presente descrição, descobriu-se que os pro- cessos aqui podem produzir partículas de resina emulsificadas que retêm as mesmas propriedades de peso molecular da resina de iniciação, em modali- dades as resinas pré-fabricadas utilizadas na formação da emulsão.

As partículas de resina emulsificadas no meio aquoso podem ter um tamanho de cerca de 1500 nm ou menos, tal como de cerca de 10 nm a cerca de 1200 nm, em modalidades de cerca de 30 nm a cerca de 1000 nm.

A distribuição de tamanho de partícula de um látex da presente descrição pode ser de cerca de 60 nm a cerca de 300 nm, em modalidades de cerca de 125 nm a cerca de 200 nm.

O teor de espessos do látex da presente descrição pode ser de cerca de 0,01% em peso a cerca de 1% em peso, em modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 0,5% em peso.

O teor de sólidos do látex da presente descrição pode ser de cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso, em modalidades de cerca de 30% em peso a cerca de 40% em peso.

Após emulsificação, tensoativo, água e/ou agente de neutraliza- ção adicionais podem ser opcionalmente adicionados para diluir a emulsão, embora isso não seja requerido. Após emulsificação, a emulsão pode ser esfriada para a temperatura ambiente, por exemplo, de cerca de 20 0C a cerca de 25 °C.

As emulsões de látex da presente descrição oferecem diversas vantagens incluindo, por exemplo, baixo teor de espessos, distribuições limi- tadas de tamanho de partícula e tamanhos de partícula apropriados para fabricação do toner por agregação de emulsão; nenhum homogeneizador ou outros dispositivos de dispersão requeridos para o preparo de látex; nenhu- ma filtração para eliminar partículas espessas; e produção de látex sob de- manda a partir de um material sólido conveniente.

As emulsões de látex da presente descrição podem, então, ser utilizados para produzir tamanhos de partícula que são adequados para pro- cessos de agregação de emulsão com fusão ultrabaixa, usando resinas de poliéster cristalino e/ou amorfo. Os látex podem ser produzidos com um bai- xo teor de espessos sem o uso de homogeneização ou filtração. Toner

Uma vez que a mistura de resina tenha sido contatada com a água para formar uma emulsão conforme descrito acima, o látex resultante pode, então, ser utilizado para formar um toner através de qualquer método dentro da visão daqueles versados no campo. A emulsão de látex pode ser contatada com um colorante, opcionalmente em uma dispersão e outros adi- tivos para formar um toner de fusão ultrabaixa através de um processo ade- quado, em modalidades um processo de agregação de emulsão e coales- cência.

Em modalidades, os ingredientes adicionais opcionais de uma composição de toner incluindo colorante, cera e outros aditivos podem ser adicionados antes, durante ou após mistura por fusão da resina para formar a emulsão de látex da presente descrição. Os ingredientes adicionais podem ser adicionados antes, durante ou após formação da emulsão de látex. Em outras modalidades, o colorante pode ser adicionado antes da adição do tensoativo.

Colorantes

Como o colorante a ser adicionado, vários colorantes adequados conhecidos, tais como corantes, pigmentos, misturas de corantes, misturas de pigmentos, misturas de corantes e pigmentos e semelhantes podem ser incluídas no toner. Em modalidades, o colorante pode ser incluído no toner em uma quantidade, por exemplo, de cerca de 0,1 a cerca de 35% em peso do toner ou de cerca de 1 a cerca de 15% em peso do toner ou de cerca de 3 a cerca de 10% em peso do toner, embora a quantidade de colorante pos- sa estar fora dessas faixas.

Como exemplos de colorantes adequados, menção pode ser fei- ta a negro-de-carvão, tal como REGAL 330® (Cabot), Carbon Black 5250 e 5750 (Columbian Chemicals), Sunsperse Carbon Black LHD 9303 (Sun Chemicals); magnetitas, tais como magnetitas da Mobay M08029®, M08060®; magnetitas da Columbian; magnetitas MAPICO BLACKS® e com superfície tratada; magnetitas da Pfizer CB4799®, CB5300®, CB5600®, MCX6369®; magnetitas da Bayer, BAYFERROX 8600®, 8610®; magnetitas da Northern Pigments, NP-604®, NP-608®; magnetitas da Magnox TMB-100® ou TMB-104®; e semelhantes. Como pigmentos coloridos, podem ser sele- cionados ciano, magenta, amarelo, vermelho, verde, marrom, azul ou mistu- ras dos mesmos. Geralmente, pigmentos ou corantes ciano, magenta ou amarelo ou misturas dos mesmos são usadas. O pigmento ou pigmentos são, em geral, usados como dispersões de pigmento baseadas em água.

Em geral, colorantes adequados podem incluir Paliogen Violet 5100 e 5890 (BASF), Normandy Magenta RD-2400 (Paul Uhlrich), Perma- nent Violet VT2645 (Paul Uhlrich), Heliogen Green L8730 (BASF), Argyle Green XP-111-S (Paul Uhlrich), Brilliant Green Toner GR 0991 (Paul Uh- lrich), Lithol Scarlet D3700 (BASF), Toluidine Red (AIdrich)l Scarlet for Thermoplast NSD PS PA (Ugine Kuhlmann of Canada), Lithol Rubine Toner (Paul Uhlrich), Lithol Scarlet 4440 (BASF), NBD 3700 (BASF), Bon Red C (Dominion Color), Royal Brilliant Red RD-8192 (Paul Uhlrich), Oracet Pink RF (Ciba Geigy), Paliogen Red 3340 e 3871K (BASF), Lithol Fast Scarlet L4300 (BASF), Heliogen Blue D6840, D7080, K7090, K6910 e L7020 (BASF), Sudan Blue OS (BASF), Neopen Blue FF4012 (BASF), PV Fast Blue B2G01 (American Hoechst), Irgalite Blue BCA (Ciba Geigy), Paliogen Blue 6470 (BASF), Sudan II, III e IV (Matheson, Coleman, Bell), Sudan Orange (Aldrich), Sudan Orange 220 (BASF), Paliogen Orange 3040 (BASF), Ortho Orange OR 2673 (Paul Uhlrich), Paliogen Yellow 152 e 1560 (BASF), Lithol Fast Yellow 0991K (BASF), Paliotol Yellow 1840 (BASF), No- vaperm Yellow FGL (Hoechst), Permanerit Yellow YE 0305 (Paul Uhlrich), Lumogen Yellow D0790 (BASF), Sunsperse Yellow YHD 6001 (Sun Chemi- cals), Suco-Gelb 1250 (BASF), Suco-Yellow D1355 (BASF), Suco Fast Yel- low D1165, D1355 e D1351 (BASF), Hostaperm Pink E® (Hoechst), Fanal Pink D4830 (BASF), Cinquasia Magenta® (DuPont), Paliogen Black L9984 (BASF), Pigment Black K801 (BASF), Levanyl Black A-SF (Miles, Bayer), combinações dos precedentes e semelhantes.

Outras dispersões de colorante baseadas em água adequadas incluem aquelas comercialmente disponíveis da Clariant, por exemplo, Hos- tafine Yellow GR, Hostafine Black T e Black TS, Hostafine Blue B2G, Hosta- fine Rubine F6B e pigmento seco magenta, tal como Toner Magenta 6BVP2213 e Toner Magenta E02, os quais podem ser dispersos em água e/ou tensoativo antes de uso.

Exemplos específicos de pigmentos incluem Sunsperse BHD 6011X (Blue 15 Type), Sunsperse BHD 9312X (Pigment Blue 15 74160), Sunsperse BHD 6000X (Pigment Blue 15:3 74160), Sunsperse GHD 9600X e GHD 6004X (Pigment Green 7 74260), Sunsperse QHD 6040X (Pigment Red 122 73915), Sunsperse RHD 9668X (Pigment Red 185 12516), Suns- perse RHD 9365X e 9504X (Pigment Red 57 15850:1, Sunsperse YHD 6005X (Pigment Yellow 83 21108), Flexiverse YFD 4249 (Pigment Yellow 17 21105), Sunsperse YHD 6020X e 6045X (Pigment Yellow 74 11741), Suns- perse YHD 600Χ e 9604Χ (Pigment Yellow 14 21095), Flexiverse LFD 4343 e LFD 9736 (Pigment Black 7 77226), Aquatone1 combinações dos mesmos e semelhantes, como dispersões de pigmento baseadas em água da Sun Chemicals, Heliogen Blue L6900®, D6840®, D7080®, D7020®, Pylam Oil Blu- e®, Pylam Oil Yellow®, Pigment Blue 1® disponíveis da Paul Uhlich & Com- pany, Inc., PigmentVioIet 1®, Pigment Red 48®, Lemon Chrome Yellow DCC 1026®, E.D. Toluidine Red® e Bon Red C® disponíveis da Dominion Color Corporation, Ltda., Toronto, Ontário, Novaperm Yellow FGL® e semelhantes. Em geral, colorantes que podem ser selecionados são negro, ciano, magen- ta ou amarelo e misturas dos mesmos. Exemplos de magentas são corantes de quinacridona e antraquinona 2,9-dimetil-substituídos identificados no Co- lor Index como Cl 60710, Cl Dispersed Red 15, corante diazo identificado no Color Index como Cl 26050, Cl Solvent Ked 19 e semeiharut;s. Exemplos ilustrativos de cianos incluem tetra(octadecil sulfonamido) ftalocianina de cobre, pigmento de ftalocianina de x-cobre listado no Color Index como Cl 74160, Cl Pigment Blue, Pigment Blue 15:3 e Anthrathrene Blue, identificado no Color Index como Cl 69810, Special Blue X-2137 e semelhantes. Exem- plos ilustrativos de amarelos são amarelo de diarilídeo, 3,3-diclorobenzideno acetoacetanilidas, um pigmento de monoazo identificado no Color Index co- mo Cl 12700, Cl Solvent Yellow 16, uma nitrofenil amina sulfonamida identi- ficada no Color Index como Foron Yellow SE/GLN, Cl Dispersed Yellow 33, 2,5-dimetóxi-4-sulfonanilida fenilazo-4'-cloro-2,5-dimetóxi acetoacetanilida e Permanent Yellow FGL.

Em modalidades, o colorante pode incluir um pigmento, um co- rante, combinações dos mesmos, negro-de-carvão, magnetita, negro, ciano, magenta, amarelo, vermelho, verde, azul, marrom, combinações dos mes- mos, em uma quantidade suficiente para conferir a cor desejada ao toner. Deve ser entendido que outros colorantes úteis se tornarão prontamente e- videntes baseado na presente descrição.

Em modalidades, um pigmento ou colorante pode ser emprega- do em uma quantidade de cerca de 1 % em peso a cerca de 35% em peso das partículas de toner baseado nos sólidos, em outras modalidades de cer- ca de 5% a cerca de 25% em peso. Contudo, quantidades foram dessas fai- xas também podem ser usadas em modalidades.

Cera

Opcionalmente, uma cera também pode ser combinada com a resina e um colorante na formação de partículas de toner. A cera pode ser proporcionada em uma dispersão de cera, a qual pode incluir um único tipo de cera ou uma mistura de duas ou mais ceras diferentes. Uma única cera pode ser adicionada às formulações de toner, por exemplo, a fim de aprimo- rar propriedades particulares do toner, tais como formato de partícula de to- ner, presença e quantidade de cera sobre a superfície da partícula de toner, características de carregamento e/ou fusão, brilho, extração, propriedades de offset e semelhantes. Alternativamente, uma combinação de ceras pode ser adicionada para conferir múiiipias propriedades à uumposição de toner.

Quando incluída, a cera pode estar presente em uma quantida- de, por exemplo, de cerca de 1% em peso a cerca de 25% em peso das par- tículas de toner, em modalidades de cerca de 5% em peso a cerca de 20% em peso das partículas de toner, embora a quantidade de cera possa estar foram dessas faixas.

Quando uma dispersão de cera é usada, a dispersão de cera pode incluir qualquer uma das várias ceras convencionalmente usadas em composições de toner de agregação de emulsão. Ceras que podem ser se- lecionadas incluem ceras tendo, por exemplo, um peso molecular médio de cerca de 500 a cerca de 20.000, em modalidade de cerca de 1.000 a cerca de 10.000. Ceras que podem ser usadas incluem, por exemplo, poliolefinas, tal como polietileno, incluindo ceras de polietileno linear e ceras de polietile- no ramificado, polipropileno, incluindo ceras de polipropileno linear e ceras de polipropileno ramificado, polietileno/amida, tetrafluoroetileno de polietile- no, tetrafluoroetileno de polietileno/amida e ceras de polibuteno, tal como comercialmente disponível da Allied Chemical and Petrolite Corporation, por exemplo, ceras de polietileno POLYWAX®, tal como comercialmente dispo- nível da Baker Petrolite1 emulsões de cera disponíveis da Michaelman, Inc. e da Daniels Products Company, EPOLENE N-15® comercialmente disponível da Eastman Chemical Products, Inc. e VISCOL 550-P®, um polipropileno de baixo peso molecular gravimétrico médio disponível da Sanyo Kasei K. K.; ceras baseadas em planta, tais como cera de carnaúba, cera de arroz, cera de candelila, cera de sumacs e óleo de jojoba; ceras baseadas em animal, tal como cera de abelhas; ceras baseadas em mineral e ceras baseadas em petróleo, tais como cera Montana, ozoquerita, ceresina, cera de parafina, cera microcristalina, tais como ceras derivadas da destilação de óleo bruto, ceras de silicone, ceras de mercapto, ceras de poliéster, ceras de uretano; ceras de poliolefina modificadas (tal como cera de polietileno ácido carboxíli- co-terminada ou uma cera de polipropileno ácido carboxílico-terminada); ce- ra de Fischer-Tropsch; ceras de estar obtidas de álcool superior e ácido gra- xo superior, tais como estearato de estearila e beenato de beenila; ceras de éster obtidas de álcool inferior monovalente ou muitivaieníe e áciuu yiaxo superior, tais como estearato de butila,, oleato de propila, monoestearato de glicerídeo, diestearato de glicerídeo e tetra beenato de pentaeritritol; ceras de éster obtidas de ácido graxo superior e multímeros de álcool multivalente, tais como monoestearato de dietileno glicol, diestearato de dipropileno glicol, diestearato de diglicerila e tetraestearato de triglicerila; ceras de éster de ácido graxo superior de sorbitan, tais como monoestearato de sorbitan e ce- ras de éster de ácido graxo superior de colesterol, tal como estearato de co- lesterila. Exemplos de ceras funcionalizadas que podem ser usadas incluem, por exemplo, aminas, amidas, por exemplo, AQUA SUPERSLIP 6550®, SU- PERSLIP 6530® disponíveis da Micro Powder Inc., ceras fluoradas, por e- xemplo, POLYFLUO 190®, POLYFLUO 200®, POLYSILK 19®, POLYSILK 14® disponíveis da Micro Powder Inc., ceras de amida fluoradas mistas, tais como ceras funcionalizadas de amida polar alifática; ceras alifáticas consis- tindo de ésteres de ácidos graxos insaturados hidroxilados, por exemplo, MICROSPERSION 19® também disponível da Micro Powder Inc., imidas, ésteres, aminas quaternárias, ácidos carboxílicos ou emulsão polimérica a- crílica, por exemplo, JONCRYL 74®, 89®, 130®, 537® e 538®, todas disponí- veis da SC Johnson Wax e polipropilenos e poliestilenos clorados disponí- veis da Allied Chemical and Petrolite Corporation e SC Johnson Wax. Mistu- ras e combinações das ceras precedentes também podem ser usadas em modalidades. Ceras podem ser incluídas, por exemplo, como agentes de liberação do rolo fusor. Em modalidades, as ceras podem ser cristalinas ou não cristalinas.

Em modalidades, a cera pode ser incorporada no toner na forma de uma ou mais emulsões ou dispersões aquosas de cera sólida, onde o tamanho de partícula da cera sólida pode estar na faixa de cerca de 100 a cerca de 300 nm.

Preparo de Toner

As partículas de toner podem ser preparadas através de qual- quer método dentro da visão aqueles versados no campo. Embora modali- dades referentes à produção de partículas de toner sejam descritas abaixo com relação a processos de agregação de emuisão, quaiquei método ade- quado de preparo de partículas de toner pode ser usado, incluindo proces- sos químicos, tais como processos de suspensão e encapsulação divulga- dos nas Patentes U.S. N2s 5.290.654 e 5.302.486, as descrições de cada uma das quais são aqui incorporadas por referência na íntegra. Em modali- dades, composições de toner e partículas de toner podem ser preparadas através de processos de agregação e coalescência nos quais partículas de resina de pequeno tamanho são agregadas ao tamanho de partícula de to- ner apropriado e, então, coalescidas para obter o formato e morfologia finais da partícula de toner.

Em modalidades, composições de toner podem ser preparadas através de processos de agregação de emuisão, tal como um processo que inclui agregação de uma mistura de um colorante opcional, uma cera opcio- nal e quaisquer outros aditivos desejados ou requeridos e emulsões incluin- do as resinas descritas acima, opcionalmente em tensoativos conforme des- crito acima e, então, coalescência da mistura agregada. Uma mistura pode ser preparada através da adição de um colorante e opcionalmente uma cera ou outros materiais, os quais podem também estar opcionalmente em (uma) dispersão(ões), incluindo um tensoativo, à emuisão, a qual pode ser uma mistura de duas ou mais emulsões contendo a resina. O pH da mistura re- sultante pode ser ajustado através de um ácido tal como, por exemplo, ácido acético, ácido nítrico ou semelhante. Em modalidades, o pH da mistura pode ser ajustado para de cerca de 2 a cerca de 5. Adicionalmente, em modalida- des, a mistura pode ser homogeneizada. Se a mistura é homogeneizada, homogeneização pode ser realizada através de mistura em torno de 600 a cerca de 6.000 revoluções por minuto. Homogeneização pode ser realizada através de qualquer meio adequado, por exemplo, um homogeneizador de sonda IKA ULTRA TURRAX T50.

Após o preparo da mistura acima, um agente de agregação pode ser adicionado à mistura. Qualquer agente de agregação adequado pode ser utilizado para formar um toner. Agentes de agregação adequados incluem, por exemplo, soluções aquosas de um material com cátion divalente ou cá- tions muItivalentes. O agente de agregaçao pode ser, por exemplo, um a- gente de agregação catiônico inorgânico, tal como haletos de polialumínio, tal como cloreto de polialumínio (PAC) ou o brometo, fluoreto ou iodeto cor- respondente, nitrito de alumínio, sulfato de alumínio, sulfato de potássio a- lumínio, acetato de cálcio, cloreto de cálcio, nitrito de cálcio, oxilato de cálcio, sulfato de cálcio, acetato de magnésio, nitrato de magnésio, sulfato de mag- nésio, acetato de zinco, nitrato de zinco, sulfato de zinco, cloreto de zinco, brometo de zinco, brometo de magnésio, cloreto de cobre, sulfato de cobre e combinações dos mesmos. Em modalidades, o agente de agregação pode ser adicionado à mistura em uma temperatura que está abaixo da tempera- tura de transição do vidro (Tg) da resina.

Exemplos adequados de agentes de agregação catiônicos orgâ- nicos incluem, por exemplo, cloreto de dialquil benzenoalquil amônio, cloreto de Iauril trimetil amônio, cloreto de alquilbenzil metil amônio, brometo de al- quil benzil dimetil amônio, cloreto de benzalcônio, brometo de cetil piridínio, brometos de C12, C15, C17 trimetil amônio, sais de haleto de polioxietil alqui- laminas quaternizadas, cloreto de dodecilbenzil trietil amônio, combinações dos mesmos e semelhantes.

Outros agentes de agregação adequados também incluem, mas não estão limitados a, titanatos de tetraalquila, oxido de dialquilestanho, hi- dróxido de óxido de tetra-alquilestanho, hidróxido de óxido de dialquilesta- nho, alcóxidos de alumínio, dialquil zinco, óxidos de zinco, óxido estanoso, óxido de dibutilestanho, hidróxido de óxido de dibutilestanho, tetra-alquil es- tanho, combinações dos mesmos e semelhantes. Onde o agente de agrega- ção é um agente de agregação de poliânion, o agente pode ter qualquer número desejado de átomos de poliânion presentes. Por exemplo, em moda- lidades, compostos de polialumínio adequados têm de cerca de 2 a cerca de 13, em outras modalidades de cerca de 3 a cerca de 8 íons de alumínio pre- sentes no composto.

O agente de agregação pode ser adicionado à mistura utilizada para formar um toner em uma quantidade, por exemplo, de cerca de 0% a cerca de 10% em peso, em modalidades de cerca de 0,2% a cerca de 8% em peso, em outras modalidades de cerca de 0,5% a cerca de 5% em peso da resina na mistura. Isso proporcionaria uma quantidade suficiente de a- gente para agregação.

As partículas podem ser deixadas agregar até que um tamanho de partícula desejado predeterminado seja obtido. Um tamanho desejado predeterminado refere-se ao tamanho de partícula desejado a ser obtido conforme determinado antes de formação e o tamanho de partícula sendo monitorado durante o processo de crescimento até que tal tamanho de partí- cula seja atingido. Amostras podem ser tomadas durante o processo de crescimento e analisadas, por exemplo, com um Coulter Counter, quanto ao tamanho médio de partícula. A agregação, assim, pode ser processada man- tendo a temperatura elevada ou elevando lentamente a temperatura, por exemplo, para cerca de 40 0C a cerca de 100 0C e mantendo a mistura nes- sa temperatura durante um tempo de cerca de 0,5 horas a cerca de 6 horas, em modalidades de cerca de 1 hora a cerca de 5 horas, ao mesmo tempo em que se mantém a agitação, para proporcionar partículas agregadas. Uma vez que o tamanho de partícula desejado predeterminado seja atingido, en- tão, o processo de crescimento é interrompido.

O crescimento e formatação das partículas após a adição do a- gente de agregação podem ser realizados sob quaisquer condições adequa- das. Por exemplo, o crescimento e formatação podem ser conduzidos sob condições nas quais a agregação ocorre separadamente da coalescência. Para estágios distintos de agregação e coalescência, o processo de agrega- ção pode ser conduzido sob condições de cisalhamento em uma temperatu- ra elevada, por exemplo, de cerca de 40 0C a cerca de 90 °C, em modalida- des de cerca de 45 0C a cerca de 80 °C, a qual pode estar abaixo da tempe- ratura de transição do vidro da resina, conforme discutido acima.

Uma vez que o tamanho final desejado das partículas de toner é obtido, o pH da mistura pode ser ajustado, com uma base, para um valor de cerca de 3 a cerca de 10 e, em modalidades, de cerca de 5 a cerca de 9. O ajuste do pH pode ser utilizado para interromper, isto é, parar, o crescimento de toner. A base utilizada para cessar o crescimento de toner pode incluir qualquer base adequada, como por exempio, hidróxidos de meíal alcaiino tais como, por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de amônio, combinações dos mesmos e semelhantes. Em modalidades, áci- do etileno diamina tetraacético (EDTA) pode ser adicionado para ajudar a ajustar o pH para os valores desejados mencionados acima.

Resina de Envoltório

Em modalidades, após agregação, mas antes de coalescência, um revestimento de resina pode ser aplicado às partículas agregadas para formar um envoltório sobre as mesmas. Qualquer resina descrita acima pode ser utilizada como o envoltório. Em modalidades, um látex de resina de poli- éster amorfo conforme descrito acima pode ser incluído no envoltório. Em ainda outras modalidades, o látex de resina de poliéster amorfo descrito a- cima pode ser combinado com uma resina diferente e, então, adicionado às partículas como um revestimento de resina para formar um envoltório.

Em modalidades, resinas as quais podem ser utilizadas para formar um envoltório incluem, mas não estão limitadas a, um látex de resina cristalina descrito acima e/ou as resinas amorfas descritas aqui. Em modali- dades, uma resina amorfa a qual pode ser utilizada para formar um envoltó- rio de acordo com a presente descrição inclui um poliéster amorfo, opcio- nalmente em combinação com um látex de resina de poliéster cristalino des- crito acima. Múltiplas resinas podem ser utilizadas em quaisquer quantida- des adequadas. Em modalidades, uma primeira resina de poliéster amorfo, por exemplo, uma resina amorfa de fórmula I acima, pode estar presente em uma quantidade de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 100 por cento em peso da resina total do envoltório, em modalidades de cerca de 30 por cento em peso a cerca de 90 por cento em peso da resina total do envoltó- rio. Assim, em modalidades, uma segunda resina pode estar presente no envoltório em uma quantidade de cerca de O por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso da resina total do envoltório, em modalidades de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 70 por cento em peso da resina de en- voltório.

A resina de envoltório pode ser aplicada às partículas agregadas através de qualquer método dentro da visào aaqueies versadus no campo. Em modalidades, as resinas utilizadas para formar o envoltório podem estar em uma emulsão, incluindo qualquer tensoativo descrito acima. A emulsão possuindo as resinas, opcionalmente o látex de resina de poliéster cristalino isento de solvente neutralizado com flocos de NaOH descrito acima, pode ser combinada com partículas agregadas descritas acima de modo que o envoltório se forma sobre as partículas agregadas.

A formação do envoltório sobre as partículas agregadas pode ocorrer enquanto se aquece para uma temperatura de cerca de 30 °C a cer- ca de 80 °C, em modalidades de cerca de 35 0C a cerca de 70 °C. A forma- ção do envoltório pode ocorrer durante um período de tempo de cerca de 5 minutos a cerca de 10 minutos, em modalidades de cerca de 10 minutos a cerca de 5 horas.

Coalescência

Após agregação ao tamanho de partícula desejado e aplicação de qualquer envoltório opcional, as partículas podem, então, ser coalescidas ao formato final desejado, a coalescência sendo obtida, por exemplo, medi- ante aquecimento da mistura para uma temperatura de cerca de 45°Ca cerca de 100 °C, em modalidades de cerca de 55 0C a cerca de 99 °C, a qual pode estar em ou acima da temperatura de transição do vidro das resi- nas utilizadas para formar as partículas de toner e/ou redução da agitação, por exemplo, para de cerca de 100 rpm a cerca de 1.000 rpm, em modalida- des de cerca de 200 rpm a cerca de 800 rpm. A coalescência pode ser reali- zada durante um período de cerca de 0,01 a cerca de 9 horas, em modali- dades de cerca de 0,1 a cerca de 4 horas.

Após agregação e/ou coalescência, a mistura pode ser esfriada para a temperatura ambiente, tal como de cerca de 20 0C a cerca de 25 °C. O resfriamento pode ser rápido ou lento, conforme desejado. Um método de resfriamento adequado pode incluir introdução de água gelada a uma cami- sa em torno do reator. Após esfriar, as partículas de toner podem ser opcio- nalmente lavadas com água e, então, secas. Secagem pode ser realizada através de qualquer método adequado para secagem incluindo, por exem- plo, liotilização.

Aditivos

Em modalidades, as partículas de toner podem também conter aditivos opcionais, conforme desejado ou requerido. Por exemplo, o toner pode incluir agentes de controle de carga positiva ou negativa, por exemplo, em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 10% em peso do toner, em modalidades de cerca de 1 a cerca de 3% em peso do toner. Exemplos de agentes de controle de carga adequados incluem compostos de amônio qua- ternário, incluindo haletos de alquil piridínio; bissulfatos; compostos de alquil piridínio, incluindo aqueles divulgados na Patente U.S. N2 4.298.672, a des- crição da qual é aqui incorporada por referência na íntegra; tetrafluorobora- tos de cetil piridínio; metil sulfato de diestearil dimetil amônio; sais de alumí- nio, tais como BONTRON E84® ou E88® (Orient Chemical Industries, Ltda.); combinações dos mesmos e semelhantes.

Também podem ser misturadas com as partículas de toner par- tículas aditivas externas após formação, incluindo aditivos auxiliares de flu- xo, aditivos os quais podem estar presentes sobre a superfície das partículas de toner. Exemplos desses aditivos incluem óxidos de metal, tal como óxido de titânio, óxido de silício, óxidos de alumínio, óxidos de cério, óxido de es- tanho, misturas dos mesmos e semelhantes; sílicas coloidais e amorfas, tal como AEROSIL®, sais de metal e sais de metal de ácidos graxos, inclusive de estearato de zinco, estearato de cálcio ou álcoois de cadeia longa, tal como UNILIN 700 e misturas dos mesmos.

Em geral, sílica pode ser aplicada à superfície do toner para flu- xo de toner, tribo intensificação, controle de mistura, revelação aprimorada e estabilidade de transferência e maior temperatura de bloqueio do toner. TiO2 pode ser aplicado para estabilidade aprimorada em umidade relativa (RH), tribo controle e revelação aprimorada e estabilidade de transferência. Estea- rato de zinco, estearato de magnésio e/ou estearato de cálcio podem, tam- bém, ser opcionalmente usados como um aditivo externo para conferir pro- priedades de lubrificação, condutividade do revelador, tribo intensificação, permitir maior carga de toner e estabilidade de carga mediante aumento do número de contatos entre o toner e as paiiíuuias veíuuiu. Em múuciliuades, um estearato de zinco comercialmente disponível conhecido como Zinc Ste- arate L, obtido da Ferro Corporation, pode ser usado. Os aditivos de superfí- cie externa podem ser usados com ou sem um revestimento.

Cada um desses aditivos externos pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso do toner, em modalidades de cerca de 0,25% em peso a cerca de 3% em peso do toner, embora a quantidade de aditivos possa estar fora dessas faixas. Em modali- dades, os toners podem incluir, por exemplo, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso de titânia, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso de sílica e de cerca de 0,1% em peso a cerca de 4% em peso de estearato de zinco.

Aditivos adequados incluem aqueles divulgados nas Patentes U.S. N— 3,590,000, 3,800,588, e 6,214,507, a descrição de cada uma das quais é aqui incorporada por referência em sua totalidade.

Os Exemplos a seguir são considerados para ilustrar modalida- des da presente descrição. Esses Exemplos se destinam a ser ilustrativos apenas e não se destinam a limitar o escopo da presente descrição. Tam- bém, as partes e percentuais são em peso, a menos que de outro modo in- dicado. Conforme usado aqui, "temperatura ambiente" refere-se a uma tem- peratura de cerca de 20 0C a cerca de 25 °C.

EXEMPLOS

EXEMPLO 1

Emulsificação isenta de solvente de uma resina de poliéster cris- talina via extrusão utilizando flocos de NaOH e DOWFAX® 2A1, um alquil difenilóxido dissulfonato da Dow Chemical Company

Uma extrusora, conforme representado na figura 1, equipada com um depósito alimentador de alimentação e orifícios de injeção de líquido foi preaquecida para cerca de 95 0C e configurada para uma velocidade do rotor de cerca de 450 rpm. Cerca de 64,6 gramas de flocos de NaOH e cerca de 6,46 quilogramas de uma resina de poliéster cristalina de (poli)nonileno- decanoato foram misturados em um tambor 10 durante cerca de 15 minutos em uma velocidade do rotor de cerca de 15 rpm para preparar uma mistura pré-misturada. Essa mistura pré-misturada foi carregada no depósito aiimen- tador de um alimentador de rosca 20, o qual distribuía cerca de 380 g/min da mistura à extrusora 30. À medida que o material trafegava pelo alimentador de rosca e se fundia, um teor de sólidos de cerca de 20% de DOWFAX® 2A1, preaquecido para uma temperatura de cerca de 55 °C, foi alimentado ao primeiro orifício de injeção 70 da extrusora em uma taxa de alimentação de cerca de 162 g/min via uma bomba com diafragma 50 e aquecido via o permutador de calor 60. A água nessa solução ativou o NaOH, enquanto que o tensoativo que ela transportava foi misturado por fusão com a resina para produzir uma mistura homogênea de resina neutralizada.

À medida que a mistura trafegava pela extrusora, água desioni- zada (DIW) preaquecida foi adicionada em três orifícios subsequentes. DIW, do tanque 80, foi alimentada ao segundo orifício de injeção 110 da extrusora, terceiro orifício de injeção 140 e quarto orifício de injeção 170, em taxas de alimentação de cerca de 161 g/min, cerca de 153 g/min e cerca de 110 g/min, respectivamente, via as bombas com diafragma 90, 120 e 150, res- pectivamente, e aquecida via permutadores de calor 100, 130 e 160, respec- tivamente. A adição de água nessas taxas conferiu uma transição gradual de uma emulsão água em óleo para um óleo em água que assegura que os materiais continuam a misturar ao invés de separar de fase.

O produto coletado da extrusora incluía uma corrente de látex que foi coletada em um tanque com resíduos de vapor 200 com ligeira agita- ção, com DIW adicional alimentada do tanque 80 em uma taxa de alimenta- ção de 16 g/min via a bomba com diafragma 180 e aquecida via o trocador de calor 190.

Uma amostra da corrente de látex 210 coletada em torno de 950 g/min foi tomada e filtrada através de um filtro de 25 μm para determinar o teor de espessos, teor de sólidos, tamanho de partícula, distribuição de ta- manho de partícula e peso molecular de resina do látex. O teor de espessos era menos de cerca de 0,4%, o teor de sólidos era cerca de 39,7%, o tama- nho de partícula era cerca de 208 nm com uma distribuição de tamanho de partícula limitada conforme mostrado na figura 2 o a resina no latex nao de- grada quanto ao peso molecular. O peso molecular gravimétrico médio da resina de látex seca era de 21.400 Da, enquanto que o material de iniciação tinha um peso molecular de 21.300 Da (a diferença dentro do erro de medi- ção). O teor de sólidos da emulsão foi controlado pela proporção de mistura de resina para DIW. A emulsão de látex foi, então, usada em um processo de agregação/coalescência.

EXEMPLO 2

Emulsificação isenta de solvente de uma resina de poliéster cris- talina via extrusão utilizando flocos de NaOH e flocos de dodecil benzeno sulfonato de sódio

Uma extrusora, conforme representado na figura 3, equipada com um depósito alimentador de alimentação e orifícios de injeção de líquido foi preaquecida para cerca de 100 °C e configurada para uma velocidade do rotor de cerca de 450 rpm. Cerca de 64,6 gramas de flocos de NaOH, cerca de 485 gramas de dodecil benzeno sulfonato de sódio (SDBS) e cerca de 6,46 quilogramas de uma resina de poliéster cristalina de (poli)nonileno- decanoato foram misturados em um tambor 10 durante cerca de 15 minutos em uma velocidade do rotor de cerca de 15 rpm para preparar uma mistura pré-misturada. Essa mistura pré-misturada foi carregada no depósito alimen- tador de um alimentador de rosca 20, o qual distribuía cerca de 380 g/min da mistura à extrusora 30, conforme ilustrado na figura 3. À medida que o mate- rial trafegava pelo alimentador de rosca e se fundia, DIW preaquecida do tanque 80 foi alimentada ao primeiro orifício de injeção 70 da extrusora em uma taxa de alimentação de cerca de 120 g/min via uma bomba com dia- fragma 50 e aquecido via o permutador de calor 60. A água nessa solução ativou o NaOH e o tensoativo para produzir uma mistura homogênea de re- sina neutralizada.

À medida que a mistura trafegava pela extrusora, água desioni- zada (DIW) preaquecida foi adicionada em três orifícios subsequentes. DIW, do tanque 30, foi alimentada ao segundo orifício de injeção 110 da extrusora, terceiro orifício de injeção 140 e quarto orifício de injeção 170, em taxas de alimentação de cerca de 180 g/min: cama de 190 g/min e cerca dc 110 g/min, respectivamente, via as bombas com diafragma 90, 120 e 150, res- pectivamente, e aquecida via permutadores de calor 100, 130 e 160, respec- tivamente. A adição de água nessas taxas conferiu uma transição gradual de uma emulsão água em óleo para um óleo em água que assegura que os materiais continuam a misturar ao invés de separar de fase.

O produto coletado da extrusora incluía uma corrente de látex que foi coletada em um tanque com resíduos de vapor 200 com ligeira agita- ção, com DIW adicional alimentada do tanque 80 em uma taxa de alimenta- ção de 180 g/min via a bomba com diafragma 180 e aquecida via o permu- tador de calor 190.

Uma amostra da corrente de látex 210 coletada em torno de 1180 g/min foi tomada e filtrada através de um filtro de 25 μίτι para determi- nar o teor de espessos, teor de sólidos, tamanho de partícula, distribuição de tamanho de partícula e peso molecular de resina do látex. O teor de espes- sos era menos de cerca de 0,1%, o teor de sólidos era cerca de 32,8%, o tamanho de partícula era cerca de 132 nm com uma distribuição de tamanho de partícula limitada conforme mostrado na figura 4 e a resina no látex não degrada quanto ao peso molecular. O peso molecular gravimétrico médio da resina de látex seca era de 20.000 Da, enquanto que o material de iniciação tinha um peso molecular de 21.300 Da (a diferença dentro do erro de medi- ção).

EXEMPLO 3

Emulsificação isenta de solvente de uma resina de poliéster a- morfo via extrusão utilizando flocos de NaOH e DOWFAX® 2A1

Uma extrusora, conforme representado na figura 5, equipada com um depósito alimentador de alimentação e orifícios de injeção de líquido foi preaquecida para cerca de 100 0C e configurada para uma velocidade do rotor de cerca de 450 rpm. Cerca de 38,8 gramas de flocos de NaOH e cerca de 6,46 quilogramas de uma resina de poliéster amorfo de cotereftalato de bisfenol coetoxilado de bisfenol (poli)copropoxilado foram misturados em um tambor 10 durante cerca de 15 minutos em uma velocidade do rotor de cerca de 15 rpm para preparar uma mistura pré-misti irada. Essa. mistura pré- misturada foi carregada no depósito alimentador de um alimentador de rosca 20, o qual distribuía cerca de 350 g/min da mistura à extrusora 30, conforme ilustrado na figura 5. À medida que o material trafegava pelo alimentador de rosca e se fundia, um teor de sólidos de cerca de 25% de DOWFAX® 2A1, preaquecido para uma temperatura de cerca de 55 °C, foi alimentado ao primeiro orifício de injeção 70 da extrusora em uma taxa de alimentação de cerca de 82 g/min a partir do vaso 40 via uma bomba com diafragma 50 e aquecido via o permutador de calor 60. A água nessa solução ativou o Na- OH, enquanto que o tensoativo que ela transportava foi misturado por fusão com a resina para produzir uma mistura homogênea de resina neutralizada.

À medida que a mistura trafegava pela extrusora, água desioni- zada (DIW) preaquecida foi adicionada em três orifícios subsequentes. DIW1 do tanque 30, foi alimentada ao segundo orifício de injeção 110 da extrusora, terceiro orifício de injeção 140 e quarto orifício de injeção 170, em taxas de alimentação de cerca de 89 g/min, cerca de 190 g/min e cerca de 110 g/min, respectivamente, via as bombas com diafragma 90, 120 e 150, respectiva- mente, e aquecida via permutadores de calor 100, 130 e 160, respectiva- mente. A adição de água nessas taxas conferiu uma transição gradual de uma emulsão água em óleo para um óleo em água que assegura que os materiais continuam a misturar ao invés de separar de fase.

O produto coletado da extrusora incluía uma corrente de látex que foi coletada em um tanque com resíduos de vapor 200 com ligeira agita- ção, com DIW adicional alimentada do tanque 80 em uma taxa de alimenta- ção de 81 g/min via a bomba com diafragma 180 e aquecida via o permuta- dor de calor 190.

Uma amostra da corrente de látex 210 coletada em torno de 880 g/min foi tomada e filtrada através de um filtro de 25 μηη para determinar o teor de espessos, teor de sólidos, tamanho de partícula, distribuição de ta- manho de partícula e peso molecular de resina do látex. O teor de espessos era menos de cerca de 0,2%, o teor de sólidos era cerca de 39,7%, o tama- nho de partícula era cerca de 170 nm com uma distribuição de tamanho de partícula limitada conforme mostrado na figura 6 e a resina no látex não de- grada quanto ao peso molecular. O peso molecular gravimétrico médio da resina de látex seca era de 19.100 Da, enquanto que o material de iniciação tinha um peso molecular de 18.600 Da (a diferença dentro do erro de medi- ção).

EXEMPLO 4

Emulsificação isenta de solvente de uma resina de poliéster cris- talino via um processo de extrusão por co-alimentação utilizando flocos de NaOH e DOWFAX® 2A1

Uma extrusora, conforme representado na figura 7, equipada com um depósito alimentador de alimentação e orifícios de injeção de líquido foi preaquecida para cerca de 95 0C e configurada para uma velocidade do rotor de cerca de 450 rpm. Flocos de NaOH alimentados do vaso 220 foram co-alimentados simultaneamente em uma taxa de cerca de 9 g/min com cer- ca de 760 g/min de uma resina de poliéster cristalino de (poli)nonileno- decanoato alimentada a partir do alimentador de rosca 20, o qual distribuía cerca de 769 g/min da mistura à extrusora 30, conforme ilustrado na figura 7.

À medida que o material trafegava pelo alimentador de rosca e se fundia, um teor de sólidos de cerca de 25% de DOWFAX® 2A1, preaquecido para uma temperatura de cerca de 55 °C, foi alimentado ao primeiro orifício de injeção 70 da extrusora em uma taxa de alimentação de cerca de 301 g/min a partir do vaso 40 via uma bomba com diafragma 50 e aquecido via o permutador de calor. A água nessa solução ativou o NaOH, enquanto que o tensoativo que ela transportava foi misturado por fusão com a resina para produzir uma mistura homogênea de resina neutralizada.

À medida que a mistura trafegava pela extrusora, água desioni- zada (DIW) preaquecida foi adicionada em três orifícios subsequentes. DIW, do tanque 80, foi alimentada ao segundo orifício de injeção 110 da extrusora, terceiro orifício de injeção 140 e quarto orifício de injeção 170, em taxas de alimentação de cerca de 160 g/min, cerca de 226 g/min e cerca de 110 g/min, respectivamente, via as bombas com diafragma 90, 120 e 150, res- pectivamente, e aquecida via permutadores de calor 100, 130 e 160, respec- tivamente. A água adicional fornecida para uma transição gradual de uma emulsão água em óleo para um óleo em água assegura que os materiais continuam a misturar ao invés de separar de fase.

O produto coletado da extrusora incluía uma corrente de látex que foi coletada em um tanque com resíduos de vapor 200 com ligeira agita- ção, com DIW adicional alimentada do tanque 80 em uma taxa de alimenta- ção de 1067 g/min via a bomba com diafragma 180 e aquecida via o permu- tador de calor 190.

Uma amostra da corrente de látex 210 coletada em torno de 2630 g/min foi tomada e filtrada através de um filtro de 25 μηπ para determi- nar o teor de espessos, teor de sólidos, tamanho de partícula, distribuição de tamanho de partícula e peso molecular de resina do látex. O teor de espes- sos era menos de cerca de 0,1%, o teor de sólidos era cerca de 35%, o ta- manho de partícula era cerca de 154 nm com uma distribuição de tamanho de partícula limitada e a resina no látex não degrada quanto ao peso mole- cular. A emulsão de látex foi, então, usada no processo de agrega- ção/coalescência.

Será apreciado que variações das características e funções di- vulgadas acima e outras ou alternativas das mesmas podem ser desejavel- mente combinadas em muitos outros sistemas ou aplicações diferentes. Também, várias alternativas, modificações, variações ou aprimoramentos imprevistos ou inesperados podem ser subseqüentemente feitos por aqueles versados no campo, os quais também se destinam a ser abrangidos pelas reivindicações a seguir. A menos que especificamente mencionado em uma reivindicação, etapas ou componentes de reivindicações não deverão ser implicados ou importados da especificação ou quaisquer outras reivindica- ções, como qualquer ordem, número, posição, tamanho, formato, ângulo, cor ou material em particular.

Claims

1. Processo compreendendo: contato de pelo menos uma resina de poliéster com um agente de neutralização sólido selecionado do grupo consistindo em flocos de hi- dróxido de amônio, flocos de hidróxido de potássio, flocos de hidróxido de sódio, flocos de carbonato de sódio, flocos de bicarbonato de sódio, flocos de hidróxido de lítio, flocos de carbonato de potássio, organoaminas e com- binações dos mesmos, na ausência de um solvente orgânico para formar uma mistura pré-misturada; contato da mistura pré-misturada com um tensoativo; mistura por fusão da mistura; contato da mistura misturada fundida com água desionizada pa- ra formar uma emulsão óleo em água; e recuperação contínua de partículas de látex.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a resina de poliéster é selecionada do grupo consistindo de resinas amorfas, resinas cristalinas e combinações das mesmas.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o tensoa- tivo é selecionado do grupo consistindo de dodecil sulfatos de sódio, dodecil benzeno sulfonatos de sódio, dodecil naftaleno sulfato de sódio, dialquil ben- zenoalquil sulfatos, dialquil benzenoalquil sulfonatos, ácido abítico, alquil difenilóxido dissuIfonatos, dodecil benzeno sulfonatos de sódio ramificados, álcool polivinílico, ácido poliacrílico, metalose, metil celulose, etil celulose, propil celulose, hidróxi etil celulose, carbóxi metil celulose, polioxietileno cetil éter, polioxietileno Iauril éter, polioxietileno octil éter, polioxietileno octilfenil éter, polioxietileno oleil éter, monolaurato de polioxietileno sorbitan, polioxie- tileno estearil éter, polioxietileno nonilfenil éter, dialquilfenóxi (poli)etilenóxi etanol, cloreto de alquilbenzil dimetil amônio, cloreto de dialquil benzenoal- quil amônio, cloreto de Iauril trimetil amônio, cloreto de alquilbenzil metil a- mônio, brometo de alquil benzil dimetil amônio, cloreto de benzalcônio, bro- meto de C12 trimetil amônio, brometo de C15 trimetil amônio, brometo de C17 trimetil amônio, cloreto de dodecilbenzil trietil amônio, brometo de cetil piridínio e combinações dos mesmos; e em que o tensoativo é uma solução aquosa.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o tensoa- tivo é um sólido e é pré-misturado com a pelo menos uma resina de poliéster antes de mistura por fusão.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a água desionizada é adicionada em uma taxa de cerca de 40 g/min a cerca de 400 g/min.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que as partícu- las de látex têm um baixo teor de espessos de cerca de 0,01% a cerca de 1%.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que as partícu- las de látex têm um teor de sólidos de cerca de 30% a cerca de 45% e um tamanho de partícula de cerca de 60 nm a cerca de 300 nm.

8. Processo compreendendo: contato de pelo menos uma resina de poliéster com um agente de neutralização sólido selecionado do grupo consistindo de flocos de hidró- xido de amônio, flocos de hidróxido de potássio, flocos de hidróxido de só- dio, flocos de carbonato de sódio, flocos de bicarbonato de sódio, flocos de hidróxido de lítio, flocos de carbonato de potássio, organoaminas e combina- ções dos mesmos, na ausência de um solvente orgânico para formar uma mistura pré-misturada; contato da mistura pré-misturada com um tensoativo; mistura por fusão da mistura; contato da mistura misturada fundida com água desionizada pa- ra formar uma emulsão óleo em água; e recuperação contínua de partículas de látex tendo um teor de espessos de cerca de 0,01% a cerca de 1%.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que a resina de poliéster é selecionada do grupo consistindo de resinas amorfas, resinas cristalinas e combinações das mesmas.

10. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que o tensoa- tivo é selecionado do grupo consistindo em dodecil sulfatos de sódio, dodecil benzeno sulfonatos de sódio, dodecil naftaleno sulfato de sódio, dialquil ben- zenoalquil sulfatos, dialquil benzenoalquil sulfonatos, ácido abítico, alquil difenilóxido dissulfonatos, dodecil benzeno sulfonatos de sódio ramificados, álcool polivinílico, ácido poliacrílico, metalose, metil celulose, etil celulose, propil celulose, hidróxi etil celulose, carbóxi metil celulose, polioxietileno cetil éter, polioxietileno Iauril éter, polioxietileno octil éter, polioxietileno octilfenil éter, polioxietileno oleil éter, monolaurato de polioxietileno sorbitan, polioxie- tileno estearil éter, polioxietileno nonilfenil éter, dialquilfenóxi (poli)etilenóxi etanol, cloreto de alquilbenzil dimetil amônio, cloreto de dialquil benzenoal- quil amônio, cloreto de Iauril trimetil amônio, cloreto de alquilbenzil metil a- mônio, brometo de alquil benzil dimetil amônio, cloreto de benzalcônio, bro- meto de C12 trimetil amônio, brometo de C15 trimetil amônio, brometo de C17 trimetil amônio, cloreto de dodecilbenzil trietil amônio, brometo de cetil piridínio e combinações dos mesmos; e em que o tensoativo é uma solução aquosa.

11. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que o tensoa- tivo é um sólido e é pré-misturado com a pelo menos uma resina de poliéster antes de mistura por fusão.

12. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que a água desionizada é adicionada em uma taxa de cerca de 40 g/min a cerca de 400 g/min.

13. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que as partí- culas de látex têm um baixo teor de espessos de cerca de 0,01% a cerca de -1%.

14. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que as partí- culas de látex têm um teor de sólidos de cerca de 30% a cerca de 45% e um tamanho de partícula de cerca de 60 nm a cerca de 300 nm.

15. Processo compreendendo: contato de pelo menos uma resina de poliéster e flocos de hidró- xido de sódio na ausência de um solvente orgânico para formar uma mistura pré-misturada; contato da mistura pré-misturada com um tensoativo; mistura por fusão da mistura; contato da mistura misturada fundida com água desionizada pa- ra formar uma emulsão óleo em água; e recuperação contínua de partículas de látex tendo um teor de espessos de cerca de 0,01% a cerca de 1%.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, em que a resina de poliéster é selecionada do grupo consistindo de resinas amorfas, resinas cristalinas e combinações das mesmas.

17. Processo de acordo com a reivindicação 15, em que o ten- soativo é selecionado do grupo consistindo de dodecil sulfatos de sódio, do- decil benzeno sulfonatos de sódio, dodecil naftaleno sulfato de sódio, dialquil benzenoalquil sulfatos, dialquil benzenoalquil sulfonatos, ácido abítico, alquil difenilóxido dissulfonatos, dodecil benzeno sulfonatos de sódio ramificados, álcool polivinílico, ácido poliacrílico, metalose, metil celulose, etil celulose, propil celulose, hidróxi etil celulose, carbóxi metil celulose, polioxietileno cetil éter, polioxietileno Iauril éter, polioxietileno octil éter, polioxietileno octilfenil éter, polioxietileno oleil éter, monolaurato de polioxietileno sorbitan, polioxie- tileno estearil éter, polioxietileno nonilfenil éter, dialquilfenóxi (poli)etilenóxi etanol, cloreto de alquilbenzil dimetil amônio, cloreto de dialquil benzenoal- quil amônio, cloreto de Iauril trimetil amônio, cloreto de alquilbenzil metil a- mônio, brometo de alquil benzil dimetil amônio, cloreto de benzalcônio, bro- meto de C12 trimetil amônio, brometo de C15 trimetil amônio, brometo de C17 trimetil amônio, cloreto de dodecilbenzil trietil amônio, brometo de cetil piridínio e combinações dos mesmos; e em que o tensoativo é uma solução aquosa.

18. Processo de acordo com a reivindicação 15, em que o ten- soativo é um sólido e é pré-misturado com a pelo menos uma resina de poli- éster antes de mistura por fusão.

19. Processo de acordo com a reivindicação 15, em que a água desionizada é adicionada em uma taxa de cerca de 40 g/min a cerca de 400 g/min.

20. Processo de acordo com a reivindicação 15, em que as par- tículas de látex têm um teor de sólidos de cerca de 30% a cerca de 45% e um tamanho de partícula de cerca de 60 nm a cerca de 300 nm.