ES2312367T3 - Utilizacion de silicatos estructurales del tipo de sales como agentes para el control de las cargas electricas. - Google Patents
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Abstract
Utilización de silicatos estructurales del tipo de sales, en los que está contenido un catión orgánico de bajo peso molecular, el cual es un ion de amonio, fosfonio, tionio o trifenilcarbonio sustituido o un compuesto complejo metálico catiónico, y el anión es un silicato en islas, en anillos, en grupos, en cadenas, en cintas, estratificado o tectosilicato o una combinación de éstos, como agente para el control de las cargas eléctricas en tóneres y reveladores electrofotográficos, en barnices en polvo, en materiales para electretos y en procedimientos de separación electrostáticos.
Description
Utilización de silicatos estructurales del tipo
de sales como agentes para el control de las cargas eléctricas.
El presente invento se encuentra en el sector de
los agentes para el control de las cargas eléctricas, en el sentido
de un componente, que influye selectivamente sobre el comportamiento
de adquisición de cargas electrostáticas en una matriz.
En el caso de los procedimientos de registro
electrofotográfico, sobre un elemento fotoconductor se genera una
"imagen latente de cargas". Esta "imagen latente de
cargas" se desarrolla y revela mediante aplicación de un tóner
cargado electrostáticamente, que luego es transferido a papel,
materiales textiles, láminas o a un material sintético, y es fijado
por ejemplo mediante presión, radiación, calor o la acción de
disolventes. Tóneres típicos son tóneres en polvo de un sólo
componente o de dos componentes (también denominados reveladores de
un sólo componente o de dos componentes), además de esto se están
empleando adicionalmente tóneres especiales, tales como p.ej.
tóneres magnéticos, tóneres líquidos o tóneres de polimerización.
Por el concepto de tóneres de polimerización han de entenderse los
tóneres que resultan p.ej. mediante una polimerización en suspensión
(condensación) o una polimerización en emulsión, y que conducen a
propiedades mejoradas de las partículas del tóner. Además, se
piensa también en los tóneres, que son producidos fundamentalmente
en dispersiones no acuosas.
Una medida de la calidad de un tóner es su
adquisición específica de cargas eléctricas q/m (carga eléctrica
por unidad de masa). Junto con el signo y el nivel de la adquisición
de cargas electrostáticas, un importante criterio de calidad lo
constituyen la rápida consecución del deseado nivel de carga
eléctrica, la constancia de esta carga eléctrica a lo largo de un
prolongado período de tiempo de activación, así como la
insensibilidad del tóner frente a influencias climáticas, tales
como la temperatura y la humedad del aire. Los tóneres que se
pueden cargar tanto positivamente como también negativamente
encuentran utilización en copiadoras e impresoras de láser,
dependiendo del tipo del procedimiento y del aparato.
Con el fin de obtener tóneres o reveladores
electrofotográficos con una carga o bien positiva o negativa, se
añaden frecuentemente agentes para el control de las cargas
eléctricas. Puesto que los agentes aglutinantes para tóneres tienen
con frecuencia una fuerte dependencia de la adquisición de cargas
eléctricas con respecto del período de tiempo de activación, una
misión de un agente para el control de las cargas eléctricas es,
por una parte, ajustar el signo y el nivel de la adquisición de
cargas eléctricas por los tóneres y, por otra parte, contrarrestar
la deriva de la adquisición de cargas eléctricas del agente
aglutinante para tóneres y procurar una constancia de la
adquisición de cargas eléctricas por los tóneres. Además de esto,
es importante para la práctica que los agentes para el control de
las cargas eléctricas posean una suficiente termoestabilidad y una
buena dispersabilidad. Unas típicas temperaturas de incorporación
para agentes para el control de las cargas eléctricas en las
resinas para tóneres se encuentran, en el caso de la utilización de
amasadoras o extrusoras, entre 100ºC y 200ºC. Correspondientemente,
presenta una gran ventaja una termoestabilidad de 200ºC. Es
importante también que la termoestabilidad esté garantizada durante
un prolongado período de tiempo (de aproximadamente 30 minutos) y
en diferentes sistemas de agentes
aglutinantes.
aglutinantes.
Para que exista una buena dispersabilidad, es
ventajoso que el agente para el control de las cargas eléctricas no
tenga propiedades del tipo de las ceras, no tenga ninguna
pegajosidad y tenga un punto de fusión o reblandecimiento de >
150ºC, mejor de > 200ºC. La pegajosidad conduce con frecuencia a
problemas al añadir dosificadamente a la formulación de tóner, y
unos bajos puntos de fusión o de reblandecimiento pueden conducir a
que, al incorporarla en una dispersión no se consiga ninguna
distribución homogénea, puesto que el material se ha reunido en
forma de gotitas en el material de vehículo.
Típicos agentes aglutinantes para tóneres son
ciertas resinas de polimerización, de poliadición y de
policondensación, tales como resinas epoxídicas con estireno, con
estireno y un acrilato, con estireno y butadieno, con un acrilato,
con un poliéster o con un fenol, así como copolímeros de
cicloolefinas, individualmente o en combinación, las/los cuales
pueden contener además otras sustancias constituyentes, p.ej.
agentes colorantes, tales como colorantes y pigmentos, ceras o
agentes coadyuvantes de la fluidez, o que pueden recibirlas añadidas
posteriormente, tales como ácidos silícicos altamente
dispersos.
Los agentes para el control de las cargas
eléctricas se pueden emplear también para el mejoramiento de la
adquisición de cargas electrostáticas por polvos y barnices, en
particular en el caso de barnices en polvo proyectados
triboeléctrica o electrocinéticamente, tal como pasan a utilizarse
para el revestimiento superficial de objetos hechos por ejemplo a
base de un metal, una madera, un material sintético, un vidrio, un
material cerámico, un hormigón, un material textil, un papel o un
caucho. El barniz en polvo o el polvo obtiene su adquisición de
cargas electrostáticas por lo general según uno de los dos
siguientes procedimientos:
En el caso del procedimiento de corona se
conduce y hace avanzar el barniz en polvo o el polvo junto a un
dispositivo para descarga en corona y éste se carga eléctricamente
de este modo, en el caso del procedimiento triboeléctrico o
electrocinético se hace uso del principio de la electricidad por
frotamiento. También es posible una combinación de los dos
procedimientos. El barniz en polvo o el polvo adquiere en el aparato
de atomización o proyección un aumento de la carga electrostática,
que es opuesta a la carga eléctrica del partícipe en el
frotamiento, por lo general una manguera o un tubo de atomización o
proyección, por ejemplo a base de un
poli(tetrafluoroeti-
leno).
leno).
Como resinas para barnices en polvo se emplean
típicamente resinas epoxídicas, resinas de poliésteres que
contienen grupos carboxilo e hidroxilo, resinas de poliuretanos y
acrílicas, en común con los agentes endurecedores usuales. También
encuentran utilización ciertas combinaciones de resinas. Así, por
ejemplo, se emplean frecuentemente resinas epoxídicas en
combinación con resinas de poliésteres que contienen grupos
carboxilo e hidroxilo.
Además de esto, se ha encontrado que los agentes
para el control de las cargas eléctricas pueden mejorar
considerablemente el comportamiento de adquisición de cargas
eléctricas, así como el comportamiento de estabilidad de la carga
eléctrica de materiales para electretos, en particular de fibras de
electretos (documento de solicitud de patente alemana
DE-A-43.21.289). Típicos materiales
para electretos se basan en poliolefinas, poliolefinas halogenadas,
poliacrilatos, poli(acrilonitrilos), poliestirenos o
polímeros fluorados, tales como por ejemplo los de polietileno,
polipropileno, poli(tetrafluoroetileno) y etileno y propileno
perfluorados, o en poliésteres, policarbonatos, poliamidas,
poliimidas, poli(éter-cetonas), en
poli(sulfuros de arileno), en particular poli(sulfuros
de fenileno), en poliacetales, ésteres de celulosas,
poli(tereftalatos de alquileno) así como mezclas de ellos.
Los materiales para electretos, en particular las fibras de
electretos, se pueden emplear por ejemplo para la filtración de
polvos finísimos. Los materiales para electretos pueden obtener su
carga eléctrica mediante adquisición de cargas por descarga en
corona o
triboeléctrica.
triboeléctrica.
Además, los agentes para el control de las
cargas eléctricas se pueden utilizar en procesos electrostáticos de
separación, en particular en procesos de separación de polímeros.
Así en la cita de Y. Higashiyama y colaboradores (J. Electrostatics
30, páginas 203 - 212 (1993), en el ejemplo del agente para el
control de las cargas eléctricas, aplicado externamente,
tetrafenil-borato de
trimetil-fenil-amonio, se describe
cómo se pueden separar unos de otros los polímeros para finalidades
de reciclaje. Sin agentes para el control de las cargas eléctricas,
los polietilenos de baja densidad (LDPE, de "Low Density
Polyethylen") y los polietilenos de alta densidad (HDPE, de
"High Density Polyethylen") se cargan eléctricamente por
frotamiento de una manera amplísimamente similar. Después de una
adición de agentes para el control de las cargas eléctricas, los
LDPE se cargan de una manera fuertemente positiva y los HDPE se
cargan de una manera fuertemente negativa, y de este modo se pueden
separar bien. Junto a la aplicación externa de los agentes para el
control de las cargas eléctricas, es posible también una
incorporación de los mismos en el polímero, con el fin de desplazar
por ejemplo a un polímero dentro de la serie de tensiones
triboeléctricas y obtener un correspondiente efecto de separación.
Asimismo, de esta manera se pueden separar entre sí otros polímeros
tales como p.ej. un polipropileno (PP) y/o un
poli(tereftalato de etileno) (PET) y/o un poli(cloruro
de vinilo)
(PVC).
(PVC).
También se pueden separar minerales salinos,
cuando a ellos se les había añadido previamente un agente (de
acondicionamiento superficial), que mejora la adquisición de cargas
electrostáticas, específica para el substrato (A. Singewald y
colaboradores, Zeitschrift für Physikal. Chem., tomo 124, páginas
223 - 248 (1981)).
Además se emplean agentes para el control de las
cargas eléctricas como agentes que proporcionan conductividad
eléctrica (ECPA de "Electroconductivity Providing Agents")
(documento de patente japonesa
JP-05-163.449) en tintas para
impresoras de chorros de tinta, así como para "tintas
electrónicas" (en inglés "electronic inks").
A partir del documento
DE-A1-39.33.166 se conoce un polvo
fino de sílice, que había sido tratado con un polisiloxano
especial, como revelador para procedimientos de generación de
imágenes. En el documento de solicitud de patente europea
EP-A1-0.575.805 se describe una
formulación de un agente para el control de las cargas eléctricas,
que consiste en una mezcla de materiales sólidos a base de una sal
cuaternaria de amonio y un pigmento inorgánico, tal como p.ej.
sulfato de Ca o silicato de Ca.
El documento
DE-A-31.20.542 divulga la
utilización de silicatos estructurales del tipo de sales, puramente
inorgánicas, como agentes para el control de las cargas eléctricas
en tóneres.
El documento JP 08 006.295 divulga la
utilización de sales cuaternarias de amonio de polianiones como
agentes para el control de las cargas eléctricas en tóneres.
El documento de solicitud de patente de los
Estados Unidos de América
US-A-4.808.849 divulga la
utilización de minerales de filosilicatos en materiales para
electretos.
Fue misión del presente invento encontrar unos
agentes para el control de las cargas eléctricas, que sean eficaces
y ecotoxicológicamente compatibles, que tengan en particular una
alta adquisición rápida de carga. Además, ellos deberían ser
dispersables muy bien y sin descomponerse en diferentes agentes
aglutinantes para tóneres cercanos a la práctica, tales como
mezclas de resinas epoxídicas y de poliésteres, poli(estireno
- acrilatos) o poli(estireno - butadienos), así como
copolímeros de cicloolefinas. Además, su efecto debería ser
ampliamente independiente de la combinación de la resina y del
vehículo (carrier), con el fin de abrir la posibilidad de una
amplia utilización. Asimismo, ellos deberían ser dispersables bien y
sin descomponerse en agentes aglutinantes para barnices en polvo y
materiales para electretos convencionales, tales como p.ej.
poliésteres (PES), epóxidos, híbridos de PES y epóxidos,
poliuretanos, sistemas acrílicos así como polipropilenos.
En lo que se refiere a su eficiencia
electrostática, los agentes para el control de las cargas eléctricas
deberían ser eficaces ya en la concentración más pequeña que sea
posible (1% o más pequeña) y no perder esta eficiencia en unión con
un negro de carbono o con otros agentes colorantes. De los agentes
colorantes es conocido que ellos pueden influir parcialmente de un
modo persistente sobre la adquisición de cargas triboeléctrica de
los tóneres.
Sorprendentemente se ha puesto de manifiesto,
por fin, que los silicatos estructurales del tipo de sales, que se
describen a continuación, tienen unas ventajosas propiedades de
control de las cargas eléctricas y unas altas termoestabilidades,
no perdiéndose la propiedad de control de las cargas eléctricas ni
por combinación con un negro de carbono ni con la de otros agentes
colorantes. Además de esto, los compuestos son bien compatibles y
se pueden dispersar muy fácilmente con los usuales agentes
aglutinantes para tóneres, para barnices en polvo y para
electretos. Además de esto, los sistemas a base de una resina y de
un vehículo, que de manera usual regulan negativamente, también
pueden ser cargados positivamente de una manera eficiente.
Objeto del presente invento es la utilización de
silicatos estructurales del tipo de sales, en los que está
contenido un catión orgánico de bajo peso molecular, el cual es un
ion amonio, fosfonio, tionio, trifenilcarbonio sustituido o un
compuesto complejo metálico catiónico, y el anión es un silicato en
islas, en anillos, en grupos, en cadenas, en cintas, estratificado
o tectosilicato o una combinación de éstos, como agente para el
control de las cargas eléctricas en tóneres y reveladores
electrofotográficos, en barnices en polvo, en materiales para
electretos y en procedimientos de separación electrostáticos.
Según la definición usual, los mencionados
silicatos estructurales están basados en las siguientes fórmulas
empíricas (en bruto):
para silicatos en islas
[SiO_{4}]^{4-}, para silicatos en grupos
[Si_{2}O_{7}]^{6-}, para silicatos en anillos
[SiO_{3}]_{n}^{2-}, para silicatos en cadenas
[SiO_{3}]_{m}^{2-}, para silicatos en cintas
[Si_{4}O_{11}]_{m}^{6-}, para silicatos
estratificados [Si_{2}O_{5}]_{m}^{2-}, y para
tectosilicatos
[Al_{a}Si_{1-a}O_{2}]_{m}^{a-},
siendo n = 3, 4, 6 u 8, siendo m un número entero y \geq 1 y
siendo 0 < a < 1. Los silicatos estructurales están
acompañados frecuentemente por otros aniones de bajo peso
molecular, tales como p.ej. OH^{-}, F^{-}, Cl^{-}, Br^{-},
I^{-}, BO_{3}^{3-}, BO_{2}(OH)^{2-},
BO(OH)_{2}^{-}, HCO_{3}^{-}, CO_{3}^{2-},
NO_{3}^{-}, HSO_{4}^{-}, SO_{4}^{2-},
H_{2}PO_{4}^{2-}, HPO_{4}^{2-}, PO_{4}^{3-}, HS^{-},
S^{2-}.
Además, en los silicatos estructurales unos
átomos individuales de Si pueden estar reemplazados parcialmente
por otros átomos, tales como p.ej. los de Al, B, P ó Be,
("alumosilicatos", "borosilicatos", etc.). Los silicatos
que se presentan en la naturaleza o los que se han preparado por vía
sintética se distinguen además porque contienen uno o varios
cationes diferentes, que frecuentemente son intercambiables con
facilidad, tales como p.ej. Na^{+}, K^{+}, Mg^{2+},
Ca^{2+}, y pueden ser reemplazados p.ej. por iones orgánicos,
pudiéndose modificar entonces su comportamiento químico y físico.
El silicato modificado de esta manera puede estar p.ej. fuertemente
hidrofugado y por consiguiente puede ser bien elaborable en medios
no polares. En el caso de los silicatos estratificados, la plaquita
de individual un silicato es revestida de esta manera mediante los
iones orgánicos. Estas moléculas revestidas se pueden acumular
sobre de sus superficies en forma de laminillas. En el caso de la
utilización de un exceso de iones orgánicos, éstos se pueden
depositar también adicionalmente entre las laminillas.
Unos silicatos estructurales preferidos en el
sentido del presente invento son montmorillonita, bentonita,
hectorita, caolinita, serpentina, talco, pirofilita, mica,
flogopita, biotita, muscovita, paragonita, vermiculita, beidellita,
xantofilita, margarita, feldespato, zeolita, wollastonita,
actinolita, amosita, crocidolita, silimanita, nontronita,
esmectita, sepiolita, saponita, faujasita, permutita y sasil.
Ejemplos de silicatos estructurales que se
presentan naturalmente son:
Be_{2}[SiO_{4}] fenaquita, forsterita
Mg_{2}[SiO_{4}], olivino
(Mg,Fe)_{2}[SiO_{4}], fayalita
Fe_{2}[SiO_{4}], granate M_{2}^{III}M_{3}^{II}
[SiO_{4}]_{3} (M^{II} = Mg^{2+}, Ca^{2+},
Fe^{2+}, Mn^{2+}, M^{III} = Al^{3+}, Fe^{3+}, Cr^{3+}),
zircón Zr[SiO_{4}], tortveitita
Sc_{2}[Si_{2}O_{7}], barisilita
Pb_{3}[Si_{2}O_{7}], hemimorfita
Zn_{4}(OH)_{2}[Si_{2}O_{7}],
\alpha-wollastonita
Ca_{3}[Si_{3}O_{9}], benitoíta
BaTi[Si_{3}O_{9}], berilo
Al_{2}Be_{3}[Si_{6}O_{18}], dioptasa
Cu_{6}[Si_{6}O_{18}]\cdot6H_{2}O, dravita
Na{Mg_{3}Al_{6}(OH)_{4}(BO_{3})_{3}[Si_{6}O_{18}]},
chorlo
Na{Fe_{3}^{II}(Al,Fe^{III})_{6}(OH)_{4}(BO_{3})_{3}[Si_{6}O_{18}]},
\beta-wollastonita Ca[SiO_{3}],
enstatita Mg[SiO_{3}], diópsido
CaMg[SiO_{3}]_{2}, espodumeno
LiAl[SiO_{3}], piroxeno, anfibol, tremolita
Ca_{2}Mg_{5}(OH)_{2}[Si_{4}O_{11}]_{2},
antofilita
(Mg,Fe^{II})_{7}(OH)_{2}[Si_{4}O_{11}]_{2},
actinolita
(Ca,Na)_{2}(Fe,Mg,Al)_{5}(OH)_{2}[(Si,Al)_{4}O_{11}]_{2},
amosita
(Fe^{II}Mg,Al)_{7}(OH)_{2}[(Si,Al)_{4}O_{11}]_{2},
crocidolita
Na_{2}(Fe^{II},Mg)_{3}(Fe^{III})_{2}[(Si,Al)_{4}O_{11}]_{2},
silimanita Al[AlSiO_{5}], mullita, krauskopfita, rodonita,
estokesita, serpentina
Mg_{3}(OH)_{4}[Si_{2}O_{5}], caolinita
Al_{2}(OH)_{4}[Si_{2}O_{5}],
halloysita
Al_{2}(OH)_{4}[Si_{2}O_{5}]\cdot2
H_{2}O, caolín, petalita
LiAl[Si_{2}O_{5}]_{2}, apofilita
Ca_{4}K(F)[Si_{2}O_{5}]_{4}, gillespita
BaFe[Si_{2}O_{5}]_{2}, anortita
Ca_{2}[SiAlO_{4}]_{4},
hexacelsiana Ba_{2}[SiAlO_{4}]_{4}, talco Mg_{3}(OH)_{2}[Si_{2}O_{5}]_{2}, pirofilita Al_{2}(OH)_{2}[Si_{2}O_{5}]; kanemita NaH[Si_{2}O_{5}];
hexacelsiana Ba_{2}[SiAlO_{4}]_{4}, talco Mg_{3}(OH)_{2}[Si_{2}O_{5}]_{2}, pirofilita Al_{2}(OH)_{2}[Si_{2}O_{5}]; kanemita NaH[Si_{2}O_{5}];
alumosilicatos estratificados: mica, flogopita
K{Mg_{3}(OH,F)_{2}[AlSi_{3}O_{10}]},
biotita
K{(Mg,Fe,Mn)_{3}(OH,F)_{2}[AlSi_{3}
O_{10}]}, paragonita Na{Al_{2}(OH,F)_{2}[AlSi_{3}O_{10}]}, muscovita K{Al_{2}(OH,F)_{2}[AlSi_{3}O_{10}]}, fluoromuscovita K{Al_{2}F_{2}[AlSi_{3}
O_{10}]}, una mica con la composición (K,H_{3}O)_{y}{Mg_{3}(OH)_{2}[Si_{4-y}Al_{y}O_{10}]) o (K,H_{3}O}_{y}{Al_{2}(OH)_{2}-[Si_{4-y}Al_{y}O_{10}]), siendo y = de 0,7 a 0,9, una mica frágil, p.ej. xantofilita Ca{Mg_{3}(OH)_{2}[Al_{2}Si_{2}O_{10}]} o margarita Ca{Al_{2}(OH)_{2}[Al_{2}Si_{2}O_{10}]}, silicatos del tipo de micas tales como p.ej. vermiculita (Mg(H_{2}O)_{6}.2H_{2}O)_{0,66}{(Mg,Fe^{III},Al)_{3}(OH)_{2}[Al_{1,25}Si_{2,75}O_{10}]}, ilitas, montmorillonita Na_{0,33}{(Al_{1,67}Mg_{0,33})(OH)_{2}[Si_{4}O_{10}]}, bentonitas, beidellita (Ca,Na)_{0,3}{Al_{2}(OH)_{2}[Al_{0,5}Si_{3,5}O_{10}]), nontronita Na_{0,33}{Fe_{2}^{III}(OH)_{2}[Al_{0,33}Si_{3,67}O_{10}]}, sepiolita, esmectitas, saponita (Ca,Na)_{0,33}{(Mg,Fe^{II})_{3}(OH)_{2}[Al_{0,33}Si_{3,67}O_{10}]), laponita o hectorita Na_{0,33}{(Mg,Li)_{3}(OH,F)_{2}[Si_{4}O_{10}]), feldespatos tales como p.ej. K[AlSi_{3}O_{8}], Na[AlSi_{3}O_{8}], Ca[Al_{2}Si_{2}
O_{8}], Na[AlSiO_{4}], K[AlSi_{2}O_{6}];
O_{10}]}, paragonita Na{Al_{2}(OH,F)_{2}[AlSi_{3}O_{10}]}, muscovita K{Al_{2}(OH,F)_{2}[AlSi_{3}O_{10}]}, fluoromuscovita K{Al_{2}F_{2}[AlSi_{3}
O_{10}]}, una mica con la composición (K,H_{3}O)_{y}{Mg_{3}(OH)_{2}[Si_{4-y}Al_{y}O_{10}]) o (K,H_{3}O}_{y}{Al_{2}(OH)_{2}-[Si_{4-y}Al_{y}O_{10}]), siendo y = de 0,7 a 0,9, una mica frágil, p.ej. xantofilita Ca{Mg_{3}(OH)_{2}[Al_{2}Si_{2}O_{10}]} o margarita Ca{Al_{2}(OH)_{2}[Al_{2}Si_{2}O_{10}]}, silicatos del tipo de micas tales como p.ej. vermiculita (Mg(H_{2}O)_{6}.2H_{2}O)_{0,66}{(Mg,Fe^{III},Al)_{3}(OH)_{2}[Al_{1,25}Si_{2,75}O_{10}]}, ilitas, montmorillonita Na_{0,33}{(Al_{1,67}Mg_{0,33})(OH)_{2}[Si_{4}O_{10}]}, bentonitas, beidellita (Ca,Na)_{0,3}{Al_{2}(OH)_{2}[Al_{0,5}Si_{3,5}O_{10}]), nontronita Na_{0,33}{Fe_{2}^{III}(OH)_{2}[Al_{0,33}Si_{3,67}O_{10}]}, sepiolita, esmectitas, saponita (Ca,Na)_{0,33}{(Mg,Fe^{II})_{3}(OH)_{2}[Al_{0,33}Si_{3,67}O_{10}]), laponita o hectorita Na_{0,33}{(Mg,Li)_{3}(OH,F)_{2}[Si_{4}O_{10}]), feldespatos tales como p.ej. K[AlSi_{3}O_{8}], Na[AlSi_{3}O_{8}], Ca[Al_{2}Si_{2}
O_{8}], Na[AlSiO_{4}], K[AlSi_{2}O_{6}];
alumotectosilicatos (alumosilicatos
estructurales) tales como p.ej. zeolitas, por ejemplo faujasita
Na_{2}Ca[Al_{2}Si_{4}
O_{12}]_{2}\cdot16 H_{2}O, chabasita (Na_{2},Ca)[Al_{2}Si_{4}O_{12}]\cdot6 H_{2}O, mordenita Na_{2}[Al_{2}Si_{10}O_{24}]\cdot6 H_{2}O, natrolita Na_{2}[Al_{2}Si_{3}O_{10}]\cdot2 H_{2}O, permutita, sasil, zeolita A Na_{12}[Al_{12}Si_{12}O_{24}]\cdot27H_{2}O, zeolita X Na_{43}[Al_{43}Si_{83}O_{126}]\cdot132H_{2}O, zeolita Y Na_{28}[Al_{28}Si_{68}
O_{96}]\cdot125H_{2}O, otros alumotectosilicatos tales como p.ej. ultramarino o lasurita.
O_{12}]_{2}\cdot16 H_{2}O, chabasita (Na_{2},Ca)[Al_{2}Si_{4}O_{12}]\cdot6 H_{2}O, mordenita Na_{2}[Al_{2}Si_{10}O_{24}]\cdot6 H_{2}O, natrolita Na_{2}[Al_{2}Si_{3}O_{10}]\cdot2 H_{2}O, permutita, sasil, zeolita A Na_{12}[Al_{12}Si_{12}O_{24}]\cdot27H_{2}O, zeolita X Na_{43}[Al_{43}Si_{83}O_{126}]\cdot132H_{2}O, zeolita Y Na_{28}[Al_{28}Si_{68}
O_{96}]\cdot125H_{2}O, otros alumotectosilicatos tales como p.ej. ultramarino o lasurita.
El silicato estructural iónico puede tanto ser
de origen natural, p.ej. puede estar contenido en o junto a un
mineral o una roca, que se presenta en la naturaleza, tal como, por
ejemplo, bentonita o montmorillonita, así como también puede ser un
silicato estructural preparado por vía sintética, p.ej. un
hidrosilicato de magnesio o una hectorita sintética (p.ej.
documento DE-A-2.718.576) o
Na_{2}[Si_{2}O_{5}].
En el caso de un silicato estructural que se
presenta en la naturaleza, el yacimiento geográfico puede tener una
influencia sobre las propiedades químicas y físicas del material.
Los silicatos estructurales iónicos, que son acompañados en la
naturaleza frecuentemente por otros minerales u otras rocas (p.ej.
cuarzo), pueden ser tratados por medio de unas etapas de
procedimiento mecánicas o químicas, por ejemplo pueden ser molidos
finísimamente, purificados o separados con respecto de otras
sustancias acompañantes, tratados a un determinado valor del pH,
deshidratados, tratados a presión, tratados térmicamente, tratados
de una manera oxidante o reductora o con unas sustancias
coadyuvantes químicas.
Nombres comerciales de silicatos estructurales
empleables en el sentido del invento son: ®Tonsil, ®Granosil,
®Südflock, ®Copisil, ®Opazil, ®Printosil, ®Lightcoat, ®Jetsil,
®Geko, ®Ecosil, ®Tixoton, ®Bentonil, ®Montigel, ®Calcigel, ®Clarit,
®Laundrosil, ®Bionit, ®Edasil, ®Agriben, ®Tixogel, ®Optibent,
®Optigel, ®Airsec, ®Albion Kaolin, ®Biokat's, ®Container Dri, ®Desi
Pak, ®Ivyblock, ®Montigel, ®Detbuild, ®Bleach, ®Volclay,
®Bentobrite,
®Polargel, ®Suspengel.
®Polargel, ®Suspengel.
Son empleables en el sentido del invento también
unos silicatos estructurales, que encuentran aplicación también en
otros sectores, tales como por ejemplo bentonita de blanqueo,
bentonitas para papel, bentonitas para fundición, bentonitas para
materiales cerámicos, agentes desecantes, agentes espesantes,
agentes contra la sedimentación, catalizadores, agentes
ablandadores del agua/para el tratamiento de agua y para la limpieza
de agua.
Se prefieren unos iones de amonio de bajo peso
molecular, es decir no poliméricos, de las fórmulas (a) - (j):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en las
que
R^{1} hasta R^{18} son iguales o diferentes
y representan hidrógeno, CN,
(CH_{2})_{1-18}CN, halógeno, p.ej. F, Cl
ó Br, alquilo de C_{1}-C_{32} ramificado o sin
ramificar, alquenilo de C_{2}-C_{32} insaturado
una vez o múltiples veces, en particular alquenilo de
C_{2}-C_{22}, tal como p.ej. alquilo de grasa de
sebo; alcoxi de C_{1}-C_{22},
hidroxi-alquilo de C_{1}-C_{22},
halógeno-alquilo de
C_{1}-C_{22},
halógeno-alquenilo de
C_{2}-C_{22}, amino-alquilo de
C_{1}-C_{22}, tri(alquil de
C_{1}-C_{12})-amonio-alquilo
de C_{1}-C_{22}; (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)O-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)O-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)NH-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)NH-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-O(C=O)-alquilo
de C_{1}-C_{32}, en particular (alquilen de
C_{1}-C_{18})-O(CO)-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-O(CO)-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-NH(C=O)-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-NHCO-arilo,
pudiendo haberse introducido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
dentro de los enlaces de éster de
ácido o de amida de ácido [((alquilen de
C_{1}-C_{12})-O-]_{1-100}-H;
arilo, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-arilo,
-(O-SiR'_{2})_{1-32}-O-SiR'_{3},
teniendo R' el significado de alquilo de
C_{1}-C_{12}, fenilo, bencilo o alcoxi de
C_{1}-C_{12}; heterociclilo o (alquilen de
C_{1}-C_{18})-heterociclilo;
R^{19} representa alquileno de
C_{4}-C_{11},
-(C_{2}H_{4}-O-)_{1-17}-(CH_{2})_{1-2}-,
-(C_{2}H_{4}-NR-)_{1-17}-(CH_{2})_{1-2}-,
siendo R hidrógeno o alquilo de
C_{1}-C_{12};
X tiene el significado de Y así como
-CO-CH_{2}-CO-,
ó
Y tiene el significado de
\vskip1.000000\baselineskip
o de o-, p-,
m-arileno de C_{6}-C_{14} o
heteroarileno de C_{4}-C_{14} con 1, 2, 3 ó 4
heteroátomos escogidos entre el conjunto formado por N, O y/o
S;
\global\parskip0.960000\baselineskip
- R^{60}
- representa acilo de C_{1}-C_{32}, alquilo de C_{1}-C_{22}, alquenilo de C_{2}-C_{22}, (alquilen de C_{1}-C_{18})-arilo de C_{6}-C_{10}, (alquilen de C_{1}-C_{22})-heterociclilo, arilo de C_{6}-C_{10} o heteroarilo de C_{4}-C_{14}, con 1, 2, 3 ó 4 heteroátomos escogidos entre el conjunto formado por N, O y/o S,
R^{61} y R^{64} representan
-(CH_{2})_{1-18}-, (alquilen de
C_{1}-C_{12})-arileno de
C_{6}-C_{10}, arileno de
C_{6}-C_{10}, (alquilen de
C_{0}-C_{12})-heterociclilo;
- Z
- representa -NH- ó -O-;
A_{1}^{\ominus} y
A_{3}^{\ominus} representan -COO^{\ominus},
-SO_{3}^{\ominus}, -OSO_{3}^{\ominus},
-SO_{2}^{\ominus}, -COS^{\ominus} ó
-CS_{2}^{\ominus};
- A_{2}
- representa -SO_{2}Na, -SO_{3}Na, -SO_{2}H, -SO_{3}H o hidrógeno;
R^{69} y R^{70} representan,
independientemente uno de otro, hidrógeno, alquilo de
C_{1}-C_{32}, pudiendo estar
contenido(s) en la cadena de alquilo uno o varios de los
grupos -NH-CO-, -CO-NH-,
-CO-O- ó -O-CO-; (alquilen de
C_{1}-C_{18})-arilo, (alquilen
de C_{0}-C_{18})-heterociclilo,
hidroxi-alquilo de C_{1}-C_{18},
halógeno-alquilo de
C_{1}-C_{18}, arilo,
-(CH_{2})_{3}-SO_{3}^{\ominus},
R^{71} y R^{72} representan
-(CH_{2})_{1-12}-;
y
R^{73} y R^{74} representan
hidrógeno o alquilo de
C_{1}-C_{22}.
Siempre y cuando que no se haya descrito lo
contrario, el "arilo" representa en las definiciones anteriores
y subsiguientes, de manera preferida arilo de
C_{6}-C_{18}, en particular fenilo o naftilo, el
"heterociclilo" representa de manera preferida un anillo de
cinco a siete miembros, saturado, insaturado o aromático con 1, 2,
3 ó 4 heteroátomos escogidos entre el conjunto formado por N, O y/o
S, por ejemplo representa piridilo, imidazolilo, triazinilo,
piridazilo, pirimidinilo, pirazinilo, piperidinilo, morfolinilo,
purinilo y tetrazonilo o pirrolilo. Además, los radicales arilo y
heterociclilo, que están situados junto a átomos de carbono o
heteroátomos, pueden estar sustituidos una vez o múltiples veces,
p.ej. 2-, 3-, 4- ó 5 veces, con alquilo de
C_{1}-C_{12}, alquenilo de
C_{1}-C_{4}, alcoxi de
C_{1}-C_{4}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{4}, amino-alquilo de
C_{1}-C_{4}, (alquil de
C_{1}-C_{4})-imino, carboxi,
hidroxi, amino, nitro, ciano, halógeno, acilo de
C_{1}-C_{12}, halógeno-alquilo
de C_{1}-C_{4}, (alquil de
C_{1}-C_{4})-carbonilo, (alquil
de C_{1}-C_{4})-carboniloxi,
(alcoxi de
C_{1}-C_{4})-carbonilo, (alquil
de C_{1}-C_{4})-aminocarbonilo,
(alquil de
C_{1}-C_{4})-carbonil-imino,
(aril de
C_{6}-C_{10})-carbonilo,
aminocarbonilo, aminosulfonilo, (alquil de
C_{1}-C_{4})-aminosulfonilo,
fenilo, naftilo o heteroarilo, p.ej. piridilo, imidazolilo,
triazinilo o pirimidinilo.
Unos iones de amonio heterocíclicos
adicionalmente preferidos son heterociclos de 5 a 12 miembros,
alifáticos o aromáticos, con 1, 2, 3 ó 4 átomos de N, O y/o S
pertenecientes al anillo, pudiendo estar condensados de 2 a 8
anillos, en particular piridinio, piridazinio, pirimidinio,
pirazinio, purinio, tetraazaporfirinio, piperidinio, morfolinio y
tetrazonio.
Otros heterociclilos adecuados son p.ej.
pirrolio, pirazolio, imidazolio, bencimidazolio, imidazolonio,
bencimidazolonio, imidazolinio, bencimidazolinio,
alquil-pirrolidino-bencimidazolonio,
indolio, isoindolio, indolizinio, pirrolizidinio, carbazolio,
indazolio, quinolinio, isoquinolinio, pirindenio, acridinio,
fenantridinio, lilolinio, julolinio, matridinio, cinolinio,
quinazolinio, quinoxalinio, perimidinio, fenazonio, fenazinio,
1,10-fenantrolinio,
\beta-carbolinio, quinolizinio,
1,8-naftildrinio, pteridinio, quinuclidinio,
conidinio, hipoxantinio, adeninio, xantinio, isoxantinio,
heteroxantinio, isoadeninio, guaninio, epiguaninio, teofilinio,
paraxantinio, teobrominio, cafeínio, isocafeínio,
trihidroxipurinio, porfirinio, tetraazaporfirinio,
tetraazaporfirinio complejado con un metal (p.ej. con Mg, Ca, Sr,
Ba, Al, Mn, Fe, Co, Ce, Zr, Ti, Cr, Ni, Zn),
bis-tetrazonio, fenoxazinio, aminoxantenio, así
como unos derivados de los mencionados cationes, que están
sustituidos una vez o múltiples veces junto al átomo de C o a los
heteroátomos, pudiendo los sustituyentes ser, independientemente
unos de otros, carboxilo, hidroxi, alcoxi de
C_{1}-C_{22}, alquilo de
C_{1}-C_{32}, en particular alquilo de
C_{1}-C_{22}, alquenilo de
C_{2}-C_{22}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{22}, amino,
amino-alquilo, imino-alquilo de
C_{1}-C_{18}, alquil-amido,
alquil-carboniloxi, alquiloxicarbonilo, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)O-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)O-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)NH-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)NH-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-O(CO)-alquilo
C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-O(CO)-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-NH(C=O)-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-NHCO-arilo;
pudiendo haberse introducido
dentro de los enlaces de éster de
ácido o de amida de
ácido;
\global\parskip1.000000\baselineskip
o pudiendo ser nitro, ciano, halógeno,
poli(óxido de alquileno de C_{1}-C_{12}) o acilo
de C_{1}-C_{22}, en particular unos
heterociclilos alquilados en N o C con alquilo de
C_{1}-C_{22}, tal como se ha mencionado
precedentemente, p.ej. N-(alquil de
C_{1}-C_{20})-piridinio o
1-metil-1-estearilamidoetil-2-estearil-imidazolinio.
De los iones de las fórmulas (a) - (j) son
particularmente interesantes aquéllos en los que R^{1} hasta
R^{18} representan hidrógeno, CN, CH_{2}-CN,
CF_{3}, alquilo de C_{1}-C_{22}, p.ej. alquilo
de coco, cetilo, estearilo o alquilo de grasa de sebo hidrogenada;
alquenilo de C_{2}-C_{22}, en particular
alquenilo de C_{2}-C_{18}, alcoxi de
C_{1}-C_{18}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{18}, halógeno-alquilo
de C_{1}-C_{18},
halógeno-alquenilo de
C_{2}-C_{18}, significando el halógeno de manera
preferida F o Cl, amino-alquilo de
C_{1}-C_{18}, tri(alquil de
C_{1}-C_{6})-amonio-alquilo
de C_{1}-C_{18}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-O(C=O)-alquilo
de C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-O(C=O)-
fenilo, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-NHCO-alquilo
de C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-NHCO-fenilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{18})-(C=O)O-alquilo
de C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-(C=O)O-fenilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{18})-(C=O)NH-alquilo
de C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-CONH-fenilo,
bencilo, fenilo, naftilo o (alquilen de
C_{1}-C_{12})-heterociclilo;
R^{19} significa alquileno de
C_{4}-C_{5},
-(C_{2}H_{4}-O)_{1-9}-(CH_{2})_{1-2}-,
-(C_{2}H_{4}-NH)_{1-9}-(CH_{2})_{1-2}-;
R^{60} significa acilo de
C_{1}-C_{18}, alquilo de
C_{1}-C_{18}, alquenilo de
C_{2}-C_{18}, (alquilen de
C_{1}-C_{12})-fenilo, (alquilen
de C_{1}-C_{18})-piridilo,
fenilo o piridilo;
R^{61} y R^{64} significan
-(CH_{2})_{1-12}-, (alquilen de
C_{1}-C_{8})-fenileno, fenileno;
(alquilen de
C_{1}-C_{8})-piridileno o
-piperidi-
leno;
leno;
R^{71} y R^{72} significan
-(CH_{2})_{1-8} y
R^{73} y R^{74} significan hidrógeno o
alquilo de C_{1}-C_{18}.
Preferidos cationes orgánicos de bajo peso
molecular son además unos compuestos complejos metálicos catiónicos,
tales como carboxilatos de metales, salicilatos de metales,
sulfonatos de metales, compuestos complejos azoicos metálicos 1:1 o
ditiocarbamatos de metales, siendo el metal de manera preferida Al,
Mg, Ca, Sr, Ba, TiO, VO, Cr, V, Ti, Zr, Sc, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn
y ZrO, y conteniendo el compuesto complejo metálico eventualmente
uno o varios ligandos adicionales.
Preferidos carboxilatos y salicilatos de metales
son los de las fórmulas (k) y (l)
en
donde
n = 2, 3 ó 4;
m = 1, 2 ó 3, pero siempre menor que n;
M_{1}^{n+} y M_{2}^{n+} representan,
independientemente uno de otro, un catión metálico de los metales
de los grupos principales del sistema periódico o de los metales de
transición, por ejemplo, B, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, V, Ti, Zr, TiO,
Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, ZrO,
R_{75} representa alquilo de
C_{1}-C_{32} (lineal o ramificado),
halógeno-alquilo de
C_{1}-C_{22}, hidroxi-alquilo
de C_{1}-C_{18}, amino-alquilo
de C_{1}-C_{18}, (alquil de
C_{1}-C_{18})-amonio, (alquilen
de C_{1}-C_{18})-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{18})-heterociclilo,
arilo, heterociclilo, tal como se ha definido precedentemente;
R_{76} hasta R_{78} significan,
independientemente uno de otro, alquilo de
C_{1}-C_{12} (lineal o ramificado), alcoxi de
C_{1}-C_{4}, hidroxi, carboxilo, alquenilo de
C_{1}-C_{4}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{4}, amino,
amino-alquilo de C_{1}-C_{4},
nitro, ciano, halógeno, acilo de C_{1}-C_{12},
imino-alquilo de C_{1}-C_{4},
halógeno-alquilo de C_{1}-C_{4},
arilo o heterociclilo, tal como se han definido
precedentemente.
Además, se adecuan unos compuestos complejos o
unas sales catiónicos/as análogos/as de los metales antes
mencionados con ligandos, tales como
\alpha-hidroxi-fenol,
\alpha-amino-anilina,
\alpha-hidroxi-anilina, ácido
\alpha-amino-benzoico, quinolina,
1,8-diamino-naftaleno,
1,4,5,8-tetraamino-naftaleno,
1,8-dihidroxi-naftaleno o
1,4,5,8-tetrahidroxi-naftaleno.
Además, se adecuan unos compuestos complejos o unas sales
catiónicos/as análogos/as de los metales antes mencionados con
ligandos o aniones tales como, por ejemplo,
\alpha,\alpha-dipiridilo,
etilen-diamina, dietilen-triamina,
trietilen-tetraamina,
acetil-acetonato, orto-fenantrolina,
benzoíl-cetonas, etilendi(biguanidina),
biguanidina o dimetil-glioxima.
Compuestos complejos azoicos metálicos 1:1
preferidos son los de las fórmulas (m) - (p)
en las
que
M_{3}^{n+} hasta M_{6}^{n+} tienen uno
de los significados de M_{1}^{n+} o M_{2}^{n+},
R_{79}, R_{80}, R_{81}, R_{84} y
R_{86} son, independientemente unos de otros, un grupo atómico
necesario para la compleción de un sistema anular de uno o dos
núcleos de carácter aromático, que eventualmente puede llevar unos
sustituyentes,
R_{82} y R_{87} son, independientemente uno
de otro, un radical fenilo que puede llevar eventualmente unos
sustituyentes, o un radical alquilo de
C_{1}-C_{12} o un radical (alcoxi de
C_{1}-C_{2})-alquilo de
C_{1}-C_{8},
R_{83}, R_{85} y R_{88} son
independientemente unos de otros, alquilo de
C_{1}-C_{12} o fenilo, que puede llevar
eventualmente unos sustituyentes,
y los ligandos L_{1} hasta L_{12} pueden
ser, independientemente unos de otros, H_{2}O, OH^{-}, NH_{3},
F^{-}, Cl^{-}, Br^{-}, I^{-}, NO_{3}^{-},
HSO_{4}^{-}, SO_{4}^{2-}, H_{2}PO_{4}^{-},
HPO_{4}^{2-}, PO_{4}^{3-}, BO_{3}^{3-},
BO_{2}(OH)^{2-}, BO(OH)_{2}^{-},
HCO_{3}^{-}, CO_{3}^{2-}, H_{2}S^{-}, S^{2-},
oxalato, citrato, formiato, acetato, propionato, fumarato, maleato,
tartrato,
(alquil de
C_{1}-C_{4})-sulfonato, taurida,
metil-taurida, sarcósido,
metil-sarcósido, lactato, así como otros
carboxilatos y sulfonatos de bajo peso molecular.
Además, se adecuan unos compuestos complejos o
unas sales catiónicos/as de los metales antes mencionados con
ligandos de ditiocarbamatos de acuerdo con la formula (o)
en la que los radicales R_{89} y
R_{90} tienen, independientemente uno de otro, uno de los
significados de R_{1}, y m y n son respectivamente un número de 1
a 4, siendo n >
m.
Además se adecuan unos cationes de
triaza-ciclononanio o
tetraaza-ciclododecanio de las fórmulas generales
(p) y (q)
pudiendo ser R_{32} hasta
R_{38}, independientemente unos de otros, H, alquilo de
C_{1}-C_{32}, alquenilo de
C_{2}-C_{18}, halógeno-alquilo
de C_{1}-C_{18}, alcoxi de
C_{1}-C_{18,} hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{18,} (alquilen de
C_{1}-C_{8})-arilo de
C_{6}-C_{14}, (alquilen de
C_{1}-C_{10})-heteroarilo,
p.ej. (alquilen de
C_{1}-C_{10})-piridilo, n
representa un número comprendido entre 1 y 4, y L_{1} y L_{2}
representan un catión de bajo peso molecular, por ejemplo
representan hidrógeno o un metal de los grupos principales del
sistema periódico o un metal de transición, tal como Li, Na, K, Rb,
Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, TiO, ZrO, Mn, VO, Fe, Co, Cu, Zn, Cr,
Ni, Mo,
W.
Además se adecuan unos cationes de amonio de la
fórmula general (r)
en la que R_{39} y R_{40}
tienen, independientemente uno de otro, uno de los significados de
R_{32}; y R_{41} y R_{42} representan (-CH_{2}-)_{n},
siendo n = 2 a
9.
Además, se adecuan unos aminoácidos de la
fórmula general (s)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
pudiendo ser los radicales R_{66}
hasta R_{68}, independientemente unos de otros, hidrógeno, alquilo
de C_{1}-C_{22},
hidroxi-alquilo de C_{1}-C_{18},
halógeno-alquilo de
C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-arilo, p.ej.
bencilo, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-heteroarilo, arilo
de C_{6}-C_{10}, heteroarilo, p.ej. piridilo,
un heterociclilo, p.ej. morfolinilo, piperidinilo, (alquilen de
C_{1}-C_{8})-heterociclilo,
y
pudiendo ser R_{65} hidrógeno, alquilo de
C_{1}-C_{18}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{18}, tio-alquilo de
C_{1}-C_{18}, amino-alquilo de
C_{1}-C_{18}, carboxi-alquilo de
C_{1}-C_{18}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-arilo, p.ej.
bencilo, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-heteroarilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{18})-heterociclilo,
arilo de C_{6}-C_{10}, heteroarilo de
C_{4}-C_{10}, heterociclilo de
C_{4}-C_{10}, p.ej. morfolinilo, piperidinilo,
acilo de C_{1}-C_{22},
halógeno-alquilo de
C_{1}-C_{18}, ciano.
Además, se adecuan los cationes de
trifenilmetano de la fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que
R^{43} y R^{45} son iguales o diferentes y
significan -NH_{2}, un grupo mono- y
di-alquil-amino, cuyos grupos
alquilo tienen de 1 a 4, de manera preferida 1 ó 2, átomos de C, un
grupo mono- o
di-omega-hidroxialquilamino, cuyos
grupos alquilo tienen de 2 a 4, de manera preferida 2, átomos de C,
un grupo fenil- o fenilalquil-amino eventualmente
sustituido en N con alquilo de C_{1}-C_{4}, cuyo
alquilo tiene de 1 a 4, de manera preferida 1 o 2, átomos de C, y
cuyo núcleo de fenilo puede llevar uno o dos de los radicales
metilo, etilo, metoxi, etoxi o sulfo.
R^{44} es hidrógeno o tiene uno de los
significados mencionados para R^{43} y R^{45},
R^{46} y R^{47} significan hidrógeno,
halógeno, de manera preferida cloro, o un grupo de ácido sulfónico
o R^{46} puede formar en común con R^{47} un anillo de fenilo
condensado,
R^{48}, R^{49}, R^{51} y R^{52}
significan en cada caso hidrógeno o un radical alquilo con 1 ó 2
átomos de C, de manera preferida significan metilo, y
R^{50} es hidrógeno o halógeno, de manera
preferida es cloro.
\newpage
Además se adecuan unos cationes de fosfonio y
tionio de las fórmulas (t) y (u)
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\vskip1.000000\baselineskip
en las que R_{53} hasta R_{59}
son, independientemente unos de otros, alquilo de
C_{1}-C_{18}, alquenilo de
C_{2}-C_{18}, alcoxi de
C_{1}-C_{18}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{18}, (alquilen de
C_{1}-C_{8})-arilo de
C_{6}-C_{10}, p.ej. bencilo,
alquilen-heteroarilo, arilo de
C_{6}-C_{10}, heteroarilo, p.ej.
piridinilo.
Se prefieren en particular los iones de amonio
fluorados de la fórmula (x)
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en la
que
R^{28} significa un alquilo perfluorado con 5
a 11 átomos de C,
R^{29}, R^{30} y R^{31} son iguales o
diferentes y significan alquilo con 1 a 5 átomos de C, de manera
preferida con 1 a 2 átomos de C.
Los silicatos estructurales que contienen un
catión orgánico de bajo peso molecular se pueden preparar reuniendo
uno o varios silicatos estructurales, naturales o sintéticos, con
una sal que contiene el catión orgánico de bajo peso molecular,
p.ej. el correspondiente cloruro, bromuro, yoduro,
metil-sulfato, en una suspensión acuosa,
convenientemente a un valor del pH comprendido entre 0 y 14, de
manera preferida entre 1 y 13, convenientemente a una temperatura
de 0 a 160ºC, de manera preferida de 5 a 140ºC, convenientemente a
una presión de 1 a 20 bares, durante 5 minutos hasta 48 horas, de
manera preferida durante 10 minutos hasta 24 horas, en una relación
molar de catión orgánico : silicato de 1:100 a 10:1, de manera
preferida de 1:20 a 3:1. Es ventajoso el hecho de dispersar
previamente en agua el silicato estructural durante un período de
tiempo comprendido entre 1/2 hora y 48 horas, de manera preferida
entre 1 hora y 24 horas, p.ej. a una temperatura de 5 a 100ºC.
Además, es ventajoso ajustar la sal del catión orgánico y/o la
suspensión acuosa del/de los silicato(s)
estructural(es) antes de la conversión química en un medio
acuoso, a un valor del pH comprendido entre 1 y 12, de manera
preferida entre 5 y 10.
Un silicato estructural del tipo de una sal, en
el que el silicato es hectorita, beidellita, ilita, muscovita,
xantofilita, margarita, sepiolita, saponita, mica, feldespato,
nontronita, montmorillonita, esmectita, bentonita, faujasita,
zeolita A, X o Y, permutita, sasil o una combinación de éstos; y el
catión es un ion de la fórmula (x) antes descrita, es nuevo y es
asimismo un objeto del presente invento. La preparación de estos
nuevos compuestos se puede efectuar tal como se ha descrito
anteriormente. Estos compuestos pueden mostrar sorprendentemente en
el medio empleado un efecto asistente a las cargas (en inglés
"Charge Assistent Effect"), en particular un efecto
anti-offset apoyador (un mejor desprendimiento del
tóner con respecto de piezas móviles del sistema mecánico de
impresión, que entran en contacto con el tóner, p.ej.
fotoconductores, rodillos de desviación).
Las sales de silicatos estructurales iónicos,
que se utilizan conforme al invento, se pueden adaptar exactamente
al respectivo sistema de una resina y un tóner. Una ventaja técnica
adicional de estos compuestos reside en que ellos se comportan de
una manera inerte frente a los diferentes sistemas de agentes
aglutinantes y, por consiguiente, son empleables de manera múltiple
y variada, siendo particularmente importante el hecho de que ellos
no están disueltos en la matriz polimérica, sino que se presentan
como unos pequeños cuerpos sólidos finísimamente divididos. Además,
ellos muestran unas elevadas y, en la mayoría de los casos,
constantes, propiedades de control de las cargas eléctricas así
como unas buenas termoestabilidades. Además, los silicatos
estructurales empleados conforme al invento son capaces de
corrimiento y poseen una buena dispersabilidad.
El concepto de dispersamiento significa la
distribución de una sustancia en otra distinta, en el sentido del
invento la distribución de un agente para el control de las cargas
eléctricas en el agente aglutinante para tóneres, en el agente
aglutinante para barnices en polvo o en el material de
electreto.
Es conocido el hecho de que las sustancias
cristalinas se presentan en su forma más gruesa como aglomerados. A
fin de conseguir una distribución homogénea en el agente
aglutinante, éstos tienen que ser distribuidos por medio del
proceso de dispersamiento en unos conglomerados más pequeños o
idealmente desmenuzados en partículas primarias. Las partículas de
un agente para el control de las cargas eléctricas, que se presentan
después del dispersamiento en el agente aglutinante, deberían tener
un tamaño menor que 1 \mum, de manera preferida menor que 0,5
\mum, siendo ventajosa una estrecha distribución de los tamaños de
partículas. Para el tamaño de partículas, definido por el valor de
d_{50}, se encuentran, dependiendo del material, ciertos
intervalos óptimos de acción. Así, por ejemplo, unas partículas
gruesas (de 1 mm) parcialmente no son dispersables en absoluto o
sólo lo son con un considerable esfuerzo de tiempo y energía,
mientras que unas partículas muy finas, con un tamaño situado en la
región inferior al micrómetro, albergan un elevado riesgo técnico de
seguridad, tal como la posibilidad de una explosión de
polvos.
polvos.
El tamaño y la forma de las partículas se
ajustan y se modifican o bien mediante la síntesis y/o el
tratamiento posterior. Frecuentemente, la propiedad solicitada sólo
es posible mediante un tratamiento posterior deliberado, tal como
una molienda y/o una desecación. Para ello se recomiendan diferentes
técnicas de molienda. Son ventajosos, por ejemplo, molinos de
chorros de aire, molinos cortantes, molinos de martillos, molinos de
perlas así como molinos de impactos.
Típicamente, en el caso de los sistemas de
agentes aglutinantes que se mencionan en el presente invento, se
trata de materiales hidrófobos. Unos altos contenidos de agua del
agente para el control de las cargas eléctricas pueden oponerse a
una mojadura o sino pueden favorecer un dispersamiento (en inglés
"Flushing"). Por ello, el contenido practicable de humedad es
específico para el material.
Los compuestos conformes al invento son
caracterizados por las siguientes propiedades químicas y
físicas:
el contenido de agua, determinado según el
método de Karl Fischer, se sitúa entre 0,001% y 30%, de manera
preferida entre 0,01 y 25%, y de manera especialmente preferida
entre 0,1 y 15%, pudiendo el agua ser adsorbida y/o fijada, y
pudiendo ajustarse su proporción mediante la acción de una
temperatura de hasta 200ºC y de un vacío de hasta 10^{-8} Torr, o
mediante adición de agua o almacenamiento en unas definidas
condiciones de humedad del
aire.
aire.
Sorprendentemente, los compuestos conformes al
invento, que contienen uno o varios de los cationes orgánicos
precedentemente definidos, después de un almacenamiento durante 48 h
con una humedad relativa del aire de 90% y a 25ºC en un armario
climatizado de ensayo, no muestran ningún contenido de H_{2}O
particularmente elevado (según el método de Karl Fischer), mientras
que los silicatos estructurales análogos con cationes metálicos
tienen unos contenidos de H_{2}O manifiestamente más altos,
parcialmente en un múltiplo frente a los que había antes del
almacenamiento climatizado.
El tamaño de partículas, determinado mediante
una evaluación en un microscopio óptico o mediante difracción de
luz láser, y definido por el valor de d_{50}, se sitúa entre 0,01
\mum y 1.000 \mum, de manera preferida entre 0,1 y 500 \mum,
y de manera muy especialmente preferida entre 0,5 y 400 \mum. Es
especialmente ventajoso el hecho de que por medio de la molienda
resulte un estrecha distribución de tamaños de partículas. Se
prefiere un intervalo \Delta (d_{95}-d_{50})
menor que 500 \mum, en particular menor que 400 \mum.
La conductibilidad de la dispersión acuosa al 5%
se sitúa entre 0,001 y 2.000 mS, de manera preferida entre 0,01 y
100 mS. Los compuestos conformes al invento contienen porciones
tanto cristalinas como también amorfas. Los compuestos utilizados
conforme al invento, incorporados en un agente aglutinante para
tóneres, muestran en un ensayo con un gradiente térmico (ensayo de
Kofler) una termoestabilidad a temperaturas hasta de 200ºC (no se
presenta ninguna descoloración).
En el caso de la determinación del potencial
superficial electrocinético mediante SCD (del inglés "streaming
current detection", = detección de corriente eléctrica
circulante), los compuestos conformes al invento, con los cationes
orgánicos precedentemente definidos, muestran de manera sorprendente
unos potenciales superficiales(de signo positivo o negativo)
manifiestamente más bajos que los correspondientes silicatos
estructurales con cationes metálicos. Al realizar la valoración de
estos compuestos con unos correspondientes reactivos tensioactivos
(activos superficialmente) hasta el punto cero del potencial
superficial (vigilancia de la valoración mediante SCD), en el caso
de los compuestos con cationes metálicos es necesaria una cantidad
del reactivo tensioactivo manifiestamente mayor que en el caso de
los correspondientes silicatos estructurales con cationes orgánicos.
Esto apunta a la existencia de una alta estabilidad del enlace
salino entre el silicato estructural y el catión orgánico.
Las sales de silicatos estructurales iónicos,
que se emplean conforme al invento, se pueden combinar también con
otros agentes para el control de las cargas eléctricas que regulan
positiva o negativamente, con el fin de conseguir unas buenas
capacidades de adquisición de cargas de técnica de aplicaciones,
estando situada la concentración total de los agentes para el
control de las cargas eléctricas convenientemente entre 0,01 y 50%
en peso, de manera preferida entre 0,05 y 20% en peso, de manera
especialmente preferida entre 0,1 y 5% en peso, referido al peso
total del tóner electrofotográfico, revelador, polvo o barniz en
polvo.
Como otros agentes para el control de las cargas
eléctricas entran en consideración, por ejemplo:
trifenilmetanos; compuestos de amonio e imonio,
compuestos de iminio, compuestos de amonio fluorados y de imonio
fluorados; amidas biscatiónicas de ácidos; compuestos poliméricos de
amonio; compuestos de dialil-amonio; derivados de
aril-sulfuros, derivados de fenoles; compuestos de
fosfonio y compuestos de fosfonio fluorados;
calix(n)arenos, oligosacáridos unidos en forma de
anillos (ciclodextrinas) y sus derivados, en particular derivados
de ésteres de boro, compuestos complejos entre polielectrólítos
(IPECs de inter poly electrolyt complexes); sales de poliésteres;
compuestos complejos con metales, en particular compuestos complejos
entre un metal y un salicilato y compuestos complejos entre un
metaloide y un salicilato, compuestos complejos entre un metal y un
ácido hidroxi-carboxílico y compuestos complejos
entre un metaloide y un ácido hidroxi-carboxílico,
bencimidazolonas; azinas, tiazinas u oxazinas, que se exponen en el
Colour Index como pigmentos, colorantes en disolventes, colorantes
básicos o colorantes ácidos.
Se prefieren en particular los agentes para el
control de las cargas eléctricas mencionados subsiguientemente, que
se pueden combinar individualmente o en combinación unos con otros
con las sales de los silicatos estructurales iónicos:
trifenilmetanos, tales como los que se han
descrito p.ej. en el documento
US-A-5.051.585;
compuestos de amonio e imonio, tales como los
que se han descrito p.ej. en el documento
US-A-5.015.676;
compuestos fluorados de amonio e imonio, tales
como p.ej. los que se han descrito en el documento
US-A-5.069.994;
amidas biscatiónicas de ácidos, tales como las
que se han descrito p.ej. en el documento de solicitud de patente
internacional WO 91/10.172;
compuestos de dialil-amonio,
tales como los que se han descrito p.ej. en los documentos
DE-A-4.142.541,
DE-A-4.029.652 o
DE-A-4.103.610;
derivados de aril-sulfuros,
tales como los que se han descrito p.ej. en el documento
DE-A-4.031.705;
derivados de fenoles, tales como los que se han
descrito p.ej. en el documento de solicitud de patente europea
EP-A-0.258.651;
compuestos de fosfonio y compuestos fluorados de
fosfonio, tales como los que se han descrito p.ej. en los
documentos US-A-5.021.473 y
US-A-5.147.748;
calix(n)arenos, tales como los que
se han descrito p.ej. en el documento
EP-A-0.385.580;
bencimidazolonas, tales como las que se han
descrito p.ej. en el documento
EP-A-0.347.695;
oligosacáridos unidos en forma de anillos, tales
como los que se han descrito p.ej. en el documento
DE-A-4.418.842;
sales de poliésteres, tales como las que se han
descrito p.ej. en el documento
DE-A-4.332.170;
compuestos de ciclooligosacáridos, tales como
los que se han descrito p.ej. en el documento
DE-A-197.11.260;
compuestos complejos entre polielectrólitos,
tales como los que se han descrito p.ej. en el documento
DE-A-197.32.995.
Además se adecuan, en particular para tóneres
líquidos, ciertos compuestos iónicos activos superficialmente y los
denominados jabones metálicos.
\newpage
Se adecuan en particular unos
aril-sulfonatos alquilados, tales como petronatos de
bario, petronatos de calcio,
dinonil-naftaleno-sulfonatos de
bario (de carácter básico y neutro),
dinonil-sulfonato de calcio o una sal de Na del
ácido dodecil-benceno-sulfónico y
poli(isobutilen-succinimidas) (Chevrons Oloa
1.200).
Además se adecuan lecitina de soja y polímeros
de N-vinil-pirrolidona.
Además se adecuan unas sales de sodio de mono- y
diglicéridos fosfatados con sustituyentes saturados e insaturados,
copolímeros de dos bloques AB a base de A: polímeros de metacrilato
de 2-(N;N)di-metilaminoetilo cuaternizados
con
metil-p-tolueno-sulfonato,
y B: de poli-(metacrilato de
2-etil-hexilo).
Además se adecuan, en particular en tóneres
líquidos, unos carboxilatos di- y trivalentes, en particular
triestearato de aluminio, estearato de bario, estearato de cromo,
octoato de magnesio, estearato de calcio, naftalato de hierro y
naftalato de zinc. Además se adecuan unos agentes para el control de
las cargas eléctricas con efecto quelante (documento
EP-0.636.945 A1), compuestos metálicos (iónicos)
(documento EP-0.778.501 A1), sales metálicas con
fosfatos, tales como las que se han descrito en el documento JA 9
(1997)-106.107. Además se adecuan unas azinas, que
tienen los siguientes números del Colour Index: C:I. Solvent Black
(negro) 5, 5:1, 5:2, 7, 31 y 50; C.I. Pigment Black 1, C.I. Basic
Red (rojo) 2 y C.I. Basic Black 1 y 2.
Los silicatos estructurales utilizados conforme
al invento se incorporan de una manera homogénea individualmente o
en combinación unos con otros o con otros agentes para el control de
las cargas eléctricas adicionales, que se han mencionado
precedentemente, en una concentración de 0,01 a 50% en peso, de
manera preferida de 0,05 a 20% en peso, de manera especialmente
preferida de 0,1 a 5,0% en peso, referido a la mezcla total, en el
agente aglutinante del respectivo tóner, revelador, barniz, barniz
en polvo, material de electreto o del respectivo polímero que se
debe de separar electrostáticamente, por ejemplo mediante extrusión
o amasadura, molienda con perlas o con un Ultraturrax (agitador
rápido). En este caso, los compuestos empleados conforme al invento
se pueden mezclar como polvos secados y molidos, dispersiones o
soluciones, tortas prensadas, tandas patrones, formulaciones,
pastas amasadas, como compuestos extendidos sobre vehículos
adecuados, tales como p.ej. gel de sílice o respectivamente
mezclados con vehículos de este tipo, TiO_{2}, Al_{2}O_{3},
negro de carbono, a partir de una solución acuosa o no acuosa, o en
otra forma distinta. Asimismo, los compuestos utilizados conforme
al invento se pueden añadir fundamentalmente ya al realizar la
preparación de los respectivos agentes aglutinantes, es decir en el
transcurso de su polimerización, poliadición o policondensación.
Con el fin de producir unos tóneres cromáticos
(multicolores) electrofotográficos, se añaden agentes colorantes
tales como pigmentos cromáticos orgánicos, pigmentos inorgánicos o
colorantes. Los pigmentos cromáticos orgánicos pueden escogerse
entre el conjunto formado por los pigmentos azoicos o los pigmentos
policíclicos o cristales mixtos (soluciones sólidas) de tales
pigmentos.
Unos preferidos pigmentos de colores azul y/o
verde son unas ftalocianinas de cobre, tales como C.I. Pigment Blue
15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6, P. Blue 16 (una ftalocianina exenta de
metales), o ftalocianinas con aluminio, níquel, hierro o vanadio
como átomo central, además pigmentos de
triaril-carbonio, tales como Pigment Blue (azul) 1,
2, 9, 10, 14, 62, 68, Pigment Green (verde) 1, 4, 7, 45; pigmentos
de color anaranjado, tales como p.ej. P.O. 5, 62, 36, 34, 13, 43,
71; pigmentos de color amarillo tales como p.ej.. P.Y. 12, 13, 17,
83, 93, 122, 155, 180, 174, 185, 97, pigmentos de color rojo tales
como p.ej. P.R. 48, 57, 122, 146, 149, 184, 186, 202, 207, 209,
254, 255, 269, 270, 272, pigmentos de color violeta tales como P.V.
1, 19, negro de carbono, óxidos de hierro o manganeso; además unos
cristales mixtos de C.I. Pigment Violett 19 y C.I. Pigment Red 122.
Las mezclas se pueden preparar en forma de los polvos, mediante
mezcladura de tortas prensadas, de tortas prensadas secadas por
atomización, de tandas patrón así como mediante dispersamiento
(extrusión, amasadura, procedimientos en molinos de cilindros,
molinos de perlas o Ultraturrax) en presencia de un material de
vehículo en una forma sólida o líquida (tintas sobre una base
acuosa y no acuosa) así como mediante dispersamiento (en inglés
flushing) en presencia de un material de
vehículo.
vehículo.
Si se emplea el agente colorante con unas altas
proporciones de agua o disolventes (> 5%), la mezcladura puede
tener lugar también en presencia de unas temperaturas elevadas y
puede transcurrir apoyada por un vacío. El proceso de
dispersamiento puede tener lugar en presencia o ausencia de
disolventes orgánicos y de ceras.
En particular, con el fin de aumentar el brillo,
pero también para la matización del tono de color, están a
disposición unos mezclas con colorantes orgánicos. Como tales
colorantes se han de mencionar de manera preferida:
colorantes solubles en agua, tales como p.ej.
colorantes directos, reactivos y ácidos (en inglés "Direct Dyes,
Reactive Dyes, Acid Dyes"),
así como colorantes solubles en disolventes,
tales como p.ej. colorantes en disolventes, colorantes dispersos y
colorantes de tina (en inglés "Solvent Dyes, Disperse Dyes, Vat
Dyes"). Como ejemplos de ellos se mencionarán: C.I. Reactive
Yellow (amarillo) 37, Acid Yellow 23, Reactive Red 23,180, Acid Red
52, Reactive Blue 19, 21, Acid Blue 9, Direct Blue 199, Solvent
Yellow 14, 16, 25, 56, 62, 64, 79, 81, 82, 83, 83:1, 93, 98, 133,
162, 174, Solvent Red 8, 19, 24, 49, 89, 90, 91, 92, 109, 118, 119,
122, 124, 127, 135, 160, 195, 212, 215, Solvent Blue 44, 45,
Solvent Orange (anaranjado) 41, 60, 63, Disperse Yellow 64, Vat Red
41, Solvent Black 45, 27.
También se pueden emplear colorantes y pigmentos
con propiedades fluorescentes, tales como los ®Luminoles (de
Riedel-de Haen), por ejemplo, con el fin de producir
unos tóneres seguros contra la falsificación.
Unos pigmentos inorgánicos, tales como por
ejemplo TiO_{2} o BaSO_{4} sirven en las mezclas para el
aclaramiento del color. Además, se adecuan unas mezclas con
pigmentos de efectos, tales como, por ejemplo, pigmentos nacarados
brillantes, pigmentos de Fe_{2}O_{3} (®Paliochrome) así como
unos pigmentos sobre la base de polímeros colestéricos que, en
dependencia del ángulo de observación, producen unas impresiones
cromáticas diferentes.
Es objeto del presente invento también un tóner
electrofotográfico, un polvo o un barniz en polvo, que contiene de
30 a 99,99% en peso, de manera preferida de 40 a 99,5% en peso, de
un agente aglutinante usual, por ejemplo, una resina de estireno,
de estireno y acrilato, de estireno y butadieno, de acrilato, de
uretano, acrílica, de poliéster o epoxídica o una combinación de
las dos últimas, de 0,01 a 50% en peso, de manera preferida de 0,05
a 20% en peso, de manera especialmente preferida de 0,1 a 5% en
peso, de por lo menos una sal de silicatos estructurales iónicos, y
eventualmente de 0,001 a 50% en peso, de manera preferida de 0,05 a
20% en peso, de un agente colorante, en cada caso referido al peso
total del tóner electrofotográfico, del polvo o del barniz en
polvo.
Además, los compuestos descritos conforme al
invento se pueden aplicar sobre agentes de libre fluidez (en inglés
"Free-Flow Agents") como un elemento adicional
para el control de las cargas eléctricas en una forma suspendida o
en forma de una mezcla seca. Los compuestos descritos conforme al
invento se pueden emplear también para un revestimiento con
vehículo (en inglés "Carrier-Coating").
En los siguientes Ejemplos, las partes
significan partes en peso y los porcentajes significan tantos por
ciento en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de preparación
1
10 g de una bentonita (de pH
7-12) se dispersan en 300 ml de agua desionizada
durante 16 horas a 20ºC mediante agitación. Luego, la suspensión se
ajusta por medio de un ácido sulfúrico diluido a un valor del pH
comprendido entre 1,5 y 8 y, después de esto, se añaden a la
suspensión de la bentonita 5,3 g de una solución acuosa al 77% de
cloruro de diestearil-dimetil-amonio
(DSDMAC). La mezcla de reacción se agita posteriormente a
continuación a 60ºC durante 4 horas, se filtra con succión, se lava
posteriormente varias veces con agua desionizada y a continuación
se seca en vacío a 60ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Un polvo de color desde blanco hasta gris
claro
- DTA:
- sin ninguna descomposición hasta 190ºC
- pH:
- 8,4
- Conductibilidad:
- 0,062 mS/cm
- Humedad residual:
- 1,4% (valoración de Karl Fischer)
- tan \delta (1 kHz):
- 0,78
- \Omega cm:
- 5\cdot10^{8}
- Cristalinidad:
- > 70% (difracción de rayos X); numerosos picos de reflexión entre 2 Theta 5 y 55º (picos principales: 3,5º; 6,6º; 19,8º; 23,7º,24,4º; 27,7º; 35,0º; 38,3º; 54,0º).
- Solubilidades:
- insoluble en agua, etanol, acetona y n-hexano (< 10 mg/l).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de preparación
2
10 g de un hidrosilicato de magnesio (Optigel
SH, "hectorita") se dispersan en 400 ml de agua desionizada
durante 2 h a la temperatura ambiente. Luego se añaden 6,0 g de una
mezcla de cloruro de
diestearil-metil-bencilo y cloruro
de diestearil-dimetil-amonio
(DSMB/DSDMAC) y la mezcla de reacción se agita a
80-100ºC durante 30 min. El material precipitado se
filtra con succión, se lava múltiples veces con agua desionizada y
se seca a 60ºC en
vacío.
vacío.
\newpage
Ejemplos de preparación 3 hasta
28
- quat fluorado:
- R-CF=CH-CH_{2}-N^{+}Et_{2}Me
- \quad
- R = desde C_{5}F_{11} hasta C_{11}F_{23}
\vskip1.000000\baselineskip
Polvo de color desde blanco hasta gris claro
- DTA:
- sin ninguna descomposición hasta 200ºC
- pH:
- 8,7
- Conductibilidad:
- 0,09 mS/cm
- Humedad residual:
- 1,0% (valoración de Karl Fischer)
- SCD:
- U = -150 mV (10 ml de una suspensión al 0,5%); valoración hasta
- \quad
- U = 0 mV con 0,1 ml de una solución 10^{-3} M de Polydadmac,
- tan \delta (1 kHz):
- 2,7
- \Omega cm:
- 6\cdot10^{7}
- Cristalinidad:
- > 70% (difracción de rayos X); numerosos picos de reflexión entre 2 Theta 5 y 55º (picos principales: 4,9º; 9,7º; 19,8º; 23,6º,24,9º; 29,9º; 35,0º; 45,3º; 54,0º).
Distribución de los tamaños de partículas:
d_{50} = 26 \mum, d_{95} = 213 \mum (difracción de luz
láser)
- BET:
- 23,4 m^{2}/g
- Solubilidades:
- insoluble en agua, etanol, acetona, n-hexano (< 10 mg/l).
\vskip1.000000\baselineskip
Polvo de color desde blanco hasta gris claro
- DTA:
- sin ninguna descomposición hasta 250ºC
- pH:
- 5,0
- Conductibilidad:
- 0,20 mS/cm
- Humedad residual:
- 1,6% (valoración de Karl Fischer)
- SCD:
- U = -210 mV (10 ml de una suspensión al 0,5%); valoración hasta
- \quad
- U = 0 con 0,22 ml de una solución 10^{-3} M de Polydadmac,
- tan \delta (1 kHz):
- 1,3
- \Omega cm:
- 6\cdot10^{8}
- Cristalinidad:
- > 70% (difracción de rayos X); numerosos picos de reflexión entre 2 Theta 5 y 55º (picos principales: 6,0º; 18,3º; 19,8º; 24,5º,30,7º; 34,9º; 38,3º; 43,4º; 54,0º).
Distribución de los tamaños de partículas:
d_{50} = 90 \mum, d_{95} = 390 \mum (difracción de luz
láser)
- BET:
- 17,8 m^{2}/g
- Solubilidades:
- insoluble en agua, etanol, acetona, n-hexano (< 10 mg/l).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de aplicación
1
1 parte del compuesto del Ejemplo de preparación
1 se incorpora homogéneamente por medio de una amasadora en el
transcurso de 30 min. en 99 partes de un agente aglutinante para
tóneres (un copolímero de estireno y acrilato 60:40 ®Dialec S 309).
A continuación, se muele en un molino universal de laboratorio y
luego se clasifica un clasificador centrífugo. La deseada fracción
de partículas (desde 4 hasta 25 \mum) se activa con un vehículo,
que se compone de partículas de magnetita revestidas con un
copolímero de estireno y metacrilato (90:10), que tienen un tamaño
de 50 - 200 \mum.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de aplicación
2
Se procede como en el Ejemplo de aplicación 1,
utilizándose, en lugar del copolímero de estireno y acrilato, una
resina de poliéster sobre la base de bisfenol A (®Almacryl T 500) y
como vehículo unas partículas de ferrita revestidas con una
silicona, que tienen un tamaño de 50 - 200 \mum.
La medición se efectúa en un puesto de medición
de q/m usual. Mediante utilización de un tamiz que tiene una
amplitud de mallas de 45 \mum se asegura que en el caso de las
sopladuras de los tóneres no se arrastre nada del vehículo. Las
mediciones se efectúan con una humedad relativa del aire de
aproximadamente 50%. En dependencia de la duración de la activación
se midieron los siguientes valores de q/m [\muC/g]:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos de aplicación 3 hasta
37
Se procede como en el Ejemplo de aplicación 1 o
2, empleándose, en lugar del compuesto del Ejemplo de preparación
1, los compuestos que se exponen más abajo.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
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Ejemplos de aplicación 38 hasta
40
Se procede como en el Ejemplo de aplicación 1,
empleándose, en lugar de 1 parte, en cada caso 0,5, 2 o
respectivamente 3 partes del compuesto del Ejemplo de preparación
1.
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Ejemplos de aplicación 41 y
42
Se procede como en el Ejemplo de aplicación 2,
empleándose, en lugar de 1 parte, en cada caso 0,5, 2 ó 3 partes
del compuesto del Ejemplo de preparación 1.
Ejemplos de aplicación 43 y
44
Se procede como en el Ejemplo de aplicación 1,
incorporándose, adicionalmente a la una parte del compuesto del
Ejemplo de preparación 1, todavía 1 o respectivamente 5 partes de un
agente colorante con un efecto propio electrostáticamente positivo
(C.I. Solvent Blue 125, véase el Ejemplo de comparación A).
Ejemplos de aplicación 45 hasta
53
Se procede como en los Ejemplos de aplicación 1,
38 y 39, incorporándose adicionalmente todavía 5 partes de un
pigmento orgánico (negro de carbono ®Mogul L, Cabot; ®Toner Magenta
EO2, Clariant (C.I. P. Red 122); ®Toner Yellow HG, Clariant (C.I.
P. Yellow 180)).
\newpage
\global\parskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de comparación
A
Se procede como en el Ejemplo de aplicación 43,
incorporándose 1 parte de C.I. Solvent Blue 125, pero ningún agente
para el control de las cargas eléctricas conforme al invento.
El pronunciado efecto propio triboeléctrico
positivo del agente colorante de color azul se puede reconocer
manifiestamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de aplicación
54
1 parte del compuesto del Ejemplo de aplicación
1 se incorporó en 99 partes del agente aglutinante para barnices en
polvo (®Crylcoat 430) de una manera homogénea, tal como se describe
en los Ejemplos de aplicación antes mencionados. La atomización
triboeléctrica de los barnice(s) en polvo se llevó a cabo con
un equipo de atomización ®TriboStar de la entidad Intec (Dortmund,
Alemania), con un tubo de atomización normalizado y una barra
interna con forma de estrella con el máximo caudal de paso del
polvo y con una presión de atomización de 3 y 5 bares. La
intensidad de la corriente eléctrica que resulta de la carga
electrostática del barniz en polvo o del polvo se indicó en \muA.
La cuota de deposición se determinó a continuación en% mediante un
pesaje diferencial a partir del barniz en polvo atomizado y del
barniz en polvo depositado.
Claims (10)
1. Utilización de silicatos estructurales del
tipo de sales, en los que está contenido un catión orgánico de bajo
peso molecular, el cual es un ion de amonio, fosfonio, tionio o
trifenilcarbonio sustituido o un compuesto complejo metálico
catiónico, y el anión es un silicato en islas, en anillos, en
grupos, en cadenas, en cintas, estratificado o tectosilicato o una
combinación de éstos, como agente para el control de las cargas
eléctricas en tóneres y reveladores electrofotográficos, en
barnices en polvo, en materiales para electretos y en procedimientos
de separación electrostáticos.
2. Utilización de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque el silicato es un anión escogido
entre el conjunto formado por montmorillonita, bentonita,
hectorita, caolinita, serpentina, talco, pirofilita, mica,
flogopita, biotita, muscovita, paragonita, vermiculita, beidellita,
xantofilita, margarita, feldespato, zeolita, wollastonita,
actinolita, amosita, crocidolita, silimanita, nontronita, esmectita,
sepiolita, saponita, faujasita, permutita y sasil.
3. Utilización de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque el ion de amonio tiene una de las
fórmulas (a) - (j),
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en las
que
R^{1} hasta R^{18} son iguales o diferentes
y representan hidrógeno, CN,
(CH_{2})_{1-18}CN, halógeno, p.ej. F, Cl
ó Br, alquilo de C_{1}-C_{32} ramificado o sin
ramificar, alquenilo de C_{2}-C_{32} insaturado
una vez o múltiples veces, alcoxi de
C_{1}-C_{22}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{22}, halógeno-alquilo
de C_{1}-C_{22},
halógeno-alquenilo de
C_{2}-C_{22}, amino-alquilo de
C_{1}-C_{22}, tri(alquil de
C_{1}-C_{12})-amonio-alquilo
de C_{1}-C_{22}; (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)O-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)O-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)NH-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-(C=O)NH-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-O(C=O)-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-O(CO)-arilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{22})-NH(C=O)-alquilo
de C_{1}-C_{32}, (alquilen de
C_{1}-C_{22})-NHCO-arilo,
pudiendo haberse introducido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
dentro de los enlaces de éster de
ácido o de amida de
ácido;
[((alquilen de
C_{1}-C_{12})-O-]_{1-100}-H;
arilo, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-arilo,
-(O-SiR'_{2})_{1-32}-O-SiR'_{3},
teniendo R' el significado de alquilo de
C_{1}-C_{12}, fenilo, bencilo o alcoxi de
C_{1}-C_{12}; heterociclilo o (alquilen de
C_{1}-C_{18})-heterociclilo;
pudiendo los radicales arilo y heterociclilo estar sustituidos
junto a átomos de carbono o a heteroátomos una vez o múltiples veces
con alquilo de C_{1}-C_{12}, alquenilo de
C_{1}-C_{4}, alcoxi de
C_{1}-C_{4}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{4}, amino-alquilo de
C_{1}-C_{4}, (alquil de
C_{1}-C_{4})-imino, carboxi,
hidroxi, amino, nitro, ciano, halógeno, acilo de
C_{1}-C_{12}, halógeno-alquilo
de C_{1}-C_{4}, (alquil de
C_{1}-C_{4})-carbonilo, (alquil
de C_{1}-C_{4})-carboniloxi,
(alcoxi de
C_{1}-C_{4})-carbonilo, (alquil
de C_{1}-C_{4})-aminocarbonilo,
(alquil de
C_{1}-C_{4})-carbonil-imino,
(aril de
C_{6}-C_{10})-carbonilo,
aminocarbonilo, aminosulfonilo, (alquil de
C_{1}-C_{4})-aminosulfonilo,
fenilo, naftilo o heteroarilo;
R^{19} representa alquileno de
C_{4}-C_{11},
-(C_{2}H_{4}-O-)_{1-17}-(CH_{2})_{1-2}-,
-(C_{2}H_{4}-NR-)_{1-17}-(CH_{2})_{1-2}-,
siendo R hidrógeno o alquilo de
C_{1}-C_{12};
X tiene el significado de Y así como
-CO-CH_{2}-CO-,
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Y tiene el significado de
o de o-, p-,
m-arileno de C_{6}-C_{14} o
heteroarileno de C_{4}-C_{14} con 1, 2, 3 ó 4
heteroátomos escogidos entre el conjunto formado por N, O y/o
S;
- R^{60}
- representa acilo de C_{1}-C_{32}, alquilo de C_{1}-C_{22}, alquenilo de C_{2}-C_{22}, (alquilen de C_{1}-C_{18})-arilo de C_{6}-C_{10}, (alquilen de C_{1}-C_{22})-heterociclilo, arilo de C_{6}-C_{10} o heteroarilo de C_{4}-C_{14}, con 1, 2, 3 ó 4 heteroátomos escogidos entre el conjunto formado por N, O y/o S,
R^{61} y R^{64} representan
-(CH_{2})_{1-18}-, (alquilen de
C_{1}-C_{12})-arileno de
C_{6}-C_{10}, arileno de
C_{6}-C_{10}, (alquilen de
C_{0}-C_{12})-heterociclilo;
- Z
- representa -NH- ó -O-;
A_{1}^{\ominus} y
A_{3}^{\ominus} representan -COO^{\ominus},
-SO_{3}^{\ominus}, -OSO_{3}^{\ominus},-SO_{2}^{\ominus},
-COS^{\ominus} ó
-CS_{2}^{\ominus};
- A_{2}
- representa -SO_{2}Na, -SO_{3}Na, -SO_{2}H, -SO_{3}H o hidrógeno;
R^{69} y R^{70} significan,
independientemente uno de otro, hidrógeno, alquilo de
C_{1}-C_{32}, pudiendo estar
contenido(s) en la cadena de alquilo uno o varios de los
grupos -NH-CO-, -CO-NH-,
-CO-O- ó -O-CO-; (alquilen de
C_{1}-C_{18})-arilo, (alquilen
de C_{0}-C_{18})-heterociclilo,
hidroxialquilo de C_{1}-C_{18},
halógeno-alquilo de
C_{1}-C_{18}, arilo, -(CH_{2})
-SO_{3}^{\ominus},
R^{71} y R^{72} representan
-(CH_{2})_{1-12}-;
y
R^{73} y R^{74} representan
hidrógeno o alquilo de
C_{1}-C_{22}.
4. Utilización de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizada porque R^{1} hasta R^{18} significan
hidrógeno, CN, CH_{2}-CN, CF_{3}, alquilo de
C_{1}-C_{22}, alquenilo de
C_{2}-C_{18}, alcoxi de
C_{1}-C_{18}, hidroxi-alquilo de
C_{1}-C_{18}, halógeno-alquilo
de C_{1}-C_{18},
halógeno-alquenilo de
C_{2}-C_{18}, significando halógeno de manera
preferida F o Cl, amino-alquilo de
C_{1}-C_{18}, tri(alquil de
C_{1}-C_{8})-amonio-alquilo
de C_{1}-C_{18}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-O(C=O)-alquilo
de C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-O(C=O)-fenilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{18})-NHCO-alquilo
de C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-NHCO-fenilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{18})-(C=O)O-alquilo
de C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-(C=O)O-fenilo,
(alquilen de
C_{1}-C_{18})-(C=O)NH-alquilo
de C_{1}-C_{22}, (alquilen de
C_{1}-C_{18})-CONH-fenilo,
bencilo, fenilo, naftilo, (alquilen de
C_{1}-C_{12})-heterociclilo;
R^{19} significa alquileno de
C_{4}-C_{5},
-(C_{2}H_{4}-O)_{1-8}-(CH_{2})_{1-2}-,
-(C_{2}H_{4}-NH)_{1-9}-(CH_{2})_{1-2}-;
R^{60} significa acilo de
C_{1}-C_{18}, alquilo de
C_{1}-C_{18}, alquenilo de
C_{2}-C_{18}, (alquilen de
C_{1}-C_{12})-fenilo, (alquilen
de C_{1}-C_{18})-piridilo,
fenilo o piridilo;
R^{61} y R^{64} significan
-(CH_{2})_{1-12}-, (alquilen de
C_{1}-C_{8})-fenileno, fenileno;
(alquilen de
C_{1}-C_{8})-piridileno o
-piperidi-
leno;
leno;
R^{71} y R^{72} significan
-(CH_{2})_{1-8} y
R^{73} y R^{74} significan hidrógeno o
alquilo de C_{1}-C_{18}.
5. Utilización de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque el ion de amonio es un heterociclilo
de 5 a 12 miembros alifático o aromático con 1 a 4 átomos de N, O ó
S pertenecientes al anillo, pudiendo estar condensados de 2 a 8
anillos, de manera preferida piridinio, piridazinio, pirimidinio,
pirazinio, purinio, tetraazaporfirinio, piperidinio, morfolinio,
tetrazonio, triaza-ciclononanio y
tetraaza-ciclododecanio.
6. Utilización de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque el compuesto complejo metálico
catiónico es un carboxilato de un metal, un salicilato de un metal,
un sulfonato de un metal, un compuesto complejo azoico metálico 1:1
o un ditiocarbamato de un metal, siendo el metal de manera preferida
Al, Mg, Ca, Sr, Ba, TiO, VO, Cr, V, Ti, Zr, Sc, Mn, Fe, Co, Ni, Cu,
Zn y ZrO, y conteniendo el compuesto complejo metálico eventualmente
uno o varios ligandos adicionales.
7. Utilización de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el catión
orgánico es un ion de amonio fluorado de la fórmula (x)
en
donde
R^{28} significa un alquilo perfluorado con 5
a 11 átomos de C,
R^{28}, R^{30} y R^{31} son iguales o
diferentes y significan alquilo con 1 a 5 átomos de C, de manera
preferida con 1 a 2 átomos de C.
8. Silicato estructural del tipo de una sal, en
el que el silicato es hectorita, beidellita, ilita, muscovita,
xantofilita, margarita, sepiolita, saponita, mica, feldespato,
nontronita, montmorillonita, esmectita, bentonita, faujasita,
zeolita A, X ó Y, permutita, salil o una combinación de éstos; y el
catión es un ion de la fórmula (x) de acuerdo con la reivindicación
7.
9. Procedimiento para la preparación de un
silicato estructural del tipo de una sal de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado porque el silicato y la sal
del catión de la fórmula (x) se reúnen en un medio acuoso.
10. Tóner electrofotográfico, polvo o barniz en
polvo, que contiene de 30 a 99,99% en peso, de manera preferida de
40 a 99,5% en peso, de un agente aglutinante, de 0,01 a 50% en peso,
de manera preferida de 0,05 a 20% en peso, de por lo menos un
silicato estructural del tipo de una sal, que está definido de
acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, y eventualmente de
0,001 a 50%, de manera preferida de 0,05 a 20% en peso, de un
agente colorante, en cada caso referido al peso total del tóner
electrofotográfico, del polvo o del barniz en polvo.
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