BR112019009354A2

BR112019009354A2 - processo para a expansão de microesferas poliméricas expandíveis

Info

Publication number: BR112019009354A2
Application number: BR112019009354A
Authority: BR
Inventors: A Trahan Lauren; Patrick Mclaughlin Ronald
Original assignee: Living Proof Inc
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-08-06
Also published as: US20190359786A1; WO2018089722A1; KR20190084276A; MX2019005516A; CA3043024A1; CN110198821A; AU2017358012A1; JP2020516439A; AU2017358012A8; EP3538336A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um processo, livre de solvente, de expansão de microesferas ocas poliméricas expandíveis, preenchidas com fluido.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA A EXPANSÃO DE MICROESFERAS POLIMÉRICAS EXPANDÍVEIS.

PEDIDO RELACIONADO [001] Esse pedido reivindica prioridade do Pedido Provisório U.S. No. 62/420.873, depositado em 11 de novembro de 2016, cujo conteúdo total é incorporado aqui por referência.

ANTECEDENTES [002] Liso (flat) ou mole (limp) são reclamações comuns para os consumidores com cabelo fino, ralo. Esses consumidores querem um produto que resulte em um aumento no volume de seu cabelo, fazendo o cabelo aparecer mais volumoso e cheio. Alguns produtos alteram as interações de fibra para fibra do cabelo e fixam os cabelos em um estilo específico. Outros produtos incorporam partículas sólidas para aumentar o diâmetro da fibra de cabelo e ou aumentam o atrito para fazer as fibras de cabelo individuais parecer e dar a sensação de mais grossas. Infelizmente, muitas dessas soluções pesadas, e, embora elas possam dar um reforço inicial no volume, fazem o cabelo ficar pesado e baixar ao longo do tempo.

[003] Recentemente, foi desenvolvido um novo produto de aumento de volume que usa microesferas ocas, preenchidas de fluido, como um meio de prover volume e textura ao cabelo sem causar aumento de peso e consequente abaixamento do cabelo ao longo do tempo (vide o Pedido PCT No. PCT/US2016/012693, cujos ensinamentos são incorporados aqui por referência). A microesfera oca pode consistir em um revestimento de polímero termoplástico e é preenchida com um fluido (líquido ou gás) tal que, quando aquecida, o revestimento de polímero termoplástico amolece e o fluido de dentro se expande (líquido vira gás, gás vira gás expandido), resultando em uma esfera que se expande como um balão de até quatro vezes o seu ta

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 12/41

2/16 manho inicial. Depois que é removida a fonte de calor, a casca fica no seu estado deformado/expandido. Correspondentemente, quando aplicadas ao cabelo, as microesferas ocas, cheias de fluido, expandidas, aumentam o volume do cabelo.

[004] Devido ao calor exigido para expandir essas microesferas, é preferível expandi-las para um tamanho de partícula específico usando calor antes da incorporação em uma composição cosmética. Infelizmente, o método existente para a expansão de microesferas poliméricas é problemático para a incorporação mais tarde das microesferas poliméricas expandidas em um produto cosmético. Um método comum para expansão de microesferas poliméricas é por empastamento das esferas em um solvente, tipicamente água, e aquecimento. Por exemplo, a patente U.S. No. 4.179.546 revela um método para a expansão de uma microesfera por dispersão dela em um meio aquoso contendo peróxido de hidrogênio e exposição das microesferas a calor. Similarmente, a patente U.S. No. 3.914.360 revela um método para a expansão de microesferas por dispersão delas em um meio líquido, tal como água, e aquecimento da dispersão resultante para uma temperatura suficiente para causar expansão das microesferas pela passagem da dispersão através de um gerador de superfície interfacial aquecido. A patente U.S. No. 3.611.583 revela um método para expansão de uma microesfera por empastamento da microesfera em um líquido, deposição de uma película fina da dispersão sobre um transportador aquecido para expandir a microesfera e evaporar o líquido de dispersão. A Publicação EP No. EP2838863 ensina um método para a expansão de uma partícula seca usando-se um gerador de vapor de água e reator de leito fluidizado. Alternativamente, a patente U.S. No. 4.397.799 revela um método para a expansão de uma microesfera por dispersão da microesfera não expandida em um líquido volátil, e secagem por pulverização mediante secagem do material por atomização

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 13/41

3/16 da dispersão para dentro de uma corrente de gás quente, de modo que o gás vaporiza o líquido volátil e expande a microesfera.

[005] A desvantagem dessa abordagem usada na patente U.S. No. 4.179.546 e na patente U.S. No. 3.914.360 é o fato de que a resultante microesfera expandida está ainda em uma dispersão de um líquido tal como água, e, no caso de uma patente U.S. No. 4.179.546, com quantidades-traço de peróxido de hidrogênio. Assim, uma resultante microesfera expandida resultante está ainda em uma dispersão de um outro líquido, que não pode ser desejado no produto acabado. Além do mais, introdução de água no material minimiza a duração de tempo que o material expandido sem risco de contaminação microbiana. Adicionalmente, equipamento descrito nas patentes U.S. Nos. 3.914.360 e 3.611,583 e Publicação EP No. EP2838863 não é comumente usado na indústria cosmética e exigiría um investimento significativo. A desvantagem da abordagem de patente U.S. No. 4.397.799 é tanto garantir que todo líquido seja vaporizado. Adicionalmente, secagem por spray é um desafio para controlar o tamanho de partículas no processo. Finalmente, uso de um meio aquoso exige remoção da água antes da incorporação da microesfera expandida em um sistema anidro tal como aquele descrito no pedido de PCT No. PCT/US2016/012693.

[006] Portanto, são necessários novos processos livres de solvente para expansão de microesferas que não contam com equipamento especializado.

SUMÁRIO [007] Em contraste com os métodos anteriores descritos para expansão de microesferas, o presente processo diz respeito a um processo livre de solvente de expansão de microesferas ocas poliméricas expandíveis, preenchidas com fluido. Em um aspecto, o processo compreende as etapas de agitação de microesferas ocas

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 14/41

4/16 poliméricas expandíveis preenchidas, não expandidas, com fluido em um vaso na ausência de solvente; e aquecimento do vaso tal que uma mistura de escoamento livre de microesferas expandidas seja formada; desse modo expandindo a microesfera polimérica expandível para um tamanho de partícula maior de um tamanho específico. Livre de solvente, como usado aqui refere-se a um processo que não inclui quaisquer líquidos. Em particular, as microesferas são adicionadas secas ao vaso, e então são agitadas e são aquecidas para expandir a microesfera. O processo descrito aqui usa calor e agitação para garantir transferência de calor uniforme para fornecer uma partícula de escoamento livre de tamanho de partícula uniforme.

[008] Em particular, essa invenção refere-se a um processo de expansão do polímero termoplástico, microesferas preenchidas com líquido em um vaso encamisado dotado com um agitador de movimento simples compreendendo a armação e eixo tipo âncora, com lâminas inclinadas, horizontais soldadas alternadamente para o quadro e o eixo, e lâminas raspadoras afixadas no quadro, suficientes para prover mudança adequada das microesferas ao longo das paredes laterais do tanque, tal que o produto resultante é um pó de escoamento livre de tamanho de partícula maior, específico.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [009] A FIG. 1A é uma ilustração esquemática de um aparelho para realização da invenção.

[0010] A FIG. 1B é uma ilustração esquemática das características de fluxo exibidas pela dita configuração de misturação.

[0011] A FIG. 2 é um gráfico de barras que mostra a distribuição de tamanho de partículas do material não expandido versus material expandido via o processo delineado na presente invenção. As distribuições do material expandido são muito consistentes sobre todas as três experiências.

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 15/41

5/16 [0012] A FIG. 3 é uma fotografia de vários de projetos de raspadores que podem ser usados na presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0013] Em uma concretização da invenção tem-se um processo, livre de solvente, de expansão de microesferas ocas poliméricas expandíveis, preenchidas com fluido, compreendendo as etapas de agitação de microesferas ocas poliméricas expandíveis mas não expandidas, preenchidas com fluido, em um vaso na ausência de solvente; e aquecimento do vaso de modo tal que uma mistura de escoamento livre de microesferas expandidas é formada; desse modo expansão da microesfera polimérica, expandível, para um tamanho de partícula específico maior. Um aparelho representativo para o presente processo está mostrado na Fig. 1A e na Fig.lB.

[0014] Em algumas concretizações as microesferas são continuamente agitadas enquanto sob aquecimento. Continuamente agitadas significa que as microesferas são completamente misturadas através de toda a etapa de aquecimento sem interrupção. Em um aspecto ulterior, as microesferas são agitadas antes do e durante o aquecimento. Em particular, as microesferas são continuamente agitadas antes do e durante o aquecimento. Ainda em um aspecto ulterior, as microesferas são agitadas antes do, durante o e depois do aquecimento.

[0015] Como usado aqui um agitador é definido como um mecanismo usado para pôr alguma coisa em movimento por agitação ou por sacudidelas. Em algumas concretizações, o vaso ulteriormente compreende um agitador que move continuamente as microesferas por agitação ou por sacudidelas de modo que o material em contato com as paredes laterais do vaso é mantido em movimento. Em algumas concretizações, o agitador compreende um impulsor (impeller) ligado a um eixo rotativo.

[0016] Em algumas concretizações, o vaso ulteriormente compre

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 16/41

6/16 ende uma ou mais lâminas raspadoras. Lâminas raspadoras consistem em uma lâmina, montada na armação de âncora do agitador principal de modo que elas continuamente raspam toda a superfície aquecida do lado interno do vaso, para evitar uma alteração prematura (scorching) ou a formação de uma película de produto isolante sobre a parede lateral do vaso. Em alguns aspectos, a lâmina raspadora compreende uma lâmina que continuamente raspa a superfície interior do vaso, assim evitando uma alteração prematura (scorching) ou a formação de uma película de produto sobre a parede interior lateral do vaso. Em alguns aspectos, as lâminas raspadoras são selecionadas do grupo que consiste de um raspador de aço inoxidável; um raspador de liga de níquel; um raspador de extremidade de Teflon® (Politetrafluoroetileno) com verso de S/S; um raspador de Teflon® (Politetrafluoroetileno); um raspador de Ryton® (Polifenileno Sulfeto); um raspador de polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMWPE); um raspador feito de outros plásticos comuns para aqueles versados nesses assuntos; ou uma combinação de quaisquer dos materiais acima citados. Várias lâminas raspadoras estão mostradas na FIG. 3.

[0017] Em algumas concretizações, o agitador é selecionado do grupo que consiste de um agitador de estilo raspador, um agitador de estilo de movimento duplo, um agitador de estilo de contra-rotação, um agitador de movimento circular total, um agitador de raspagem total, um agitador de âncora, um agitador de tipo parafuso ou espiral, um misturador horizontal com agitador de pá, um misturador de fita horizontal, um agitador de movimento simples, e uma armação e eixo tipo âncora. Em particular, o agitador é um agitador de movimento simples. Em particular, o agitador de movimento simples é uma armação e eixo tipo âncora. Em algumas concretizações, a armação e eixo tipo âncora tem lâminas inclinadas, horizontais soldadas alternadamente para o quadro e o eixo, e lâminas raspadoras afixadas no quadro.

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 17/41

7/16 [0018] Em algumas concretizações, o vaso é um vaso encamisado. Em alguns aspectos, o vaso encamisado é um recipiente que é projetado para o controle da temperatura do seu conteúdo, por uso de uma camisa de resfriamento ou de aquecimento em volta do vaso através do qual um fluido de resfriamento ou de aquecimento é circulado. Em alguns aspectos, o fluido de aquecimento é um vapor ou uma água quente. Alternativamente, uma tira de aquecimento elétrica podería ser usada para aquecer um vaso quando um vaso encamisado está indisponível. Em alguns aspectos, o vaso encamisado é selecionado do grupo que consiste de bobinas de meio tubo convencionais, e ondulação (dimple). Em um aspecto particular, o vaso é aquecido com uma tira de aquecimento elétrica. Em alguns aspectos, o vaso é aquecido de 40 até 210°C. Em particular, o vaso é aquecido de 75 até 105°C. Em particular, o vaso é aquecido de 40 a 105°C, de 40 a 85°C, de 40 a 65°C, de 50 a 115°C, de 50 a 95°C, de 50 a 75°C, de 60 a 125°C, de 60 a 105°C, de 60 a 95°C, de 70 a 135°C, de 70 a 115°C, de 70 a 105°C, de 80 a 145°C, de 80 a 125°C, de 80 a 115°C, de 90 a 155°C, de 90 a 135°C, de 90 a 115°C, de 100 a 165°C, de 100 a 145°C, de 100 a 125°C, de 110 a 175°C, de 110 a 155°C, de 110 a 135°C, de 120 a 185°C, 120 a 165°C, de 120 a 145°C, de 130 a 195°C, de 130 a 175°C, 130 a 155°C, de 140 a 205°C, de 140 a 185°C, de 140 a 165°C, 150 a 210°C, de 170 a 200°C, ou de 180 a 190°C.

[0019] Em algumas concretizações, o volume é suficiente para conter o volume final das microesferas poliméricas ocas preenchidas com fluido expandidas. Em particular, a capacidade do vaso manteria (d³) x o volume inicial de material, onde d = o aumento no tamanho das partículas (por exemplo, se o tamanho de partícula inicial for de 25 microns e o tamanho de partícula desejado for de 50 microns, 50 = d x 25, assim d é 2). Portanto, capacidade de tanque do vaso exigida para expandir 10 L de material não expandido para 2 vezes o tamanho de

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 18/41

8/16 partícula inicial seria (2³) x 10 L ou 80 litros totais. Assim, um aumento duas vezes no raio resultaria em um aumento de oito vezes no volume e no vaso deve ser maior o suficiente para acomodar oito vezes o volume ocupado pelo material expandido.

[0020] Em algumas concretizações, o volume, gravidade específica e tamanho de partículas das microesferas expandíveis expandidas é medido durante a etapa de aquecimento. Em alguns aspectos, a medição ocorre durante a etapa de aquecimento. Alternativamente, a medição ocorre depois da etapa de aquecimento.

[0021] Em algumas concretizações, as microesferas poliméricas expandíveis são expandidas para um tamanho de partículas de cerca de 10 a cerca de 120 microns.

[0022] Em algumas concretizações, o processo ulteriormente inclui a etapa de resfriamento das microesferas expandíveis expandidas.

[0023] Em algumas concretizações, as microesferas não expandidas são adicionadas ao vaso, o vaso é fechado, e o agitador é iniciado. O vaso é aquecido por passagem de vapor ou água quente através da camisa. As microesferas são constantemente misturadas enquanto se aquecendo para garantir movimento nas paredes laterais. Misturação e aquecimento são mantidos até que o material no tanque expandisse para encher o volume desejado. Uma vez que o volume expandido é conseguido, o vaso e resfriado pela passagem de água fria através da camisa. Misturação é mantida enquanto as microesferas se resfriem. Amostras são avaliadas tanto quanto gravidade específica usando um picnômetro quanto tamanho de partículas usando uma análise de tamanho de partículas de dispersão de luz de laser (LLPSA).

[0024] Em uma concretização, a invenção é um processo para a expansão de microesferas ocas poliméricas expandíveis, preenchidas com fluido em um vaso com camisa de vapor, dotado com um agitador

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 19/41

9/16 de movimento simples, em que o agitador consiste de uma armação e eixo tipo âncora com lâminas inclinadas, horizontais soldadas alternadamente para o quadro e o eixo, e lâminas raspadoras afixadas no quadro. Em um aspecto particular o vaso tem uma capacidade de 40 galões (1 galão = 3,785 L). Em um outro aspecto particular, as lâminas raspadoras são de nylon.

[0025] Em uma concretização, a invenção é um processo para a expansão de microesferas ocas poliméricas expandíveis, preenchidas com fluido em um vaso encamisado, dotado com um agitador de movimento simples, em que o agitador consiste de uma armação e um eixo tipo âncora, e lâminas raspadoras afixadas no quadro. Em um aspecto particular o vaso tem uma capacidade de 200 galões (1 galão = 3,785 L). Em um outro aspecto particular, as lâminas raspadoras são de nylon.

Microesferas ocas, preenchidas com fluido [0026] Microesferas preenchidas com líquido consiste em um revestimento oco, tipicamente construído usando um polímero. Como usado aqui, uma microesfera (ou micropartícula) é de qualquer forma geométrica (isto é, uma esfera, um cilindro, um cubo, um ovoide, etc. ou de uma forma irregular). O termo fluido como usado aqui, significa um líquido ou um gás que tende a tomar a forma de seu recipiente, recipiente seno a parede das microesferas flexíveis. O revestimento é enchido com um líquido ou um gás, tipicamente ar ou um hidrocarboneto como isobutano. Quando aquecido acima da temperatura de transição vítrea do revestimento, o revestimento não rígido e maleável amolece e o fluido interno expande (líquido para gás, gás para gás expandido), que resulta em uma esfera que expande como um balão até tanto quanto quatro vezes o seu tamanho inicial (vide https://www.akzonobel.com/expancel/knowledge_center/tutorials/one/ para informação adicional, cujos ensinamentos são aqui incorporados

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 20/41

10/16 por referência). Depois que a fonte de aquecimento é removida, o revestimento permanece em seu estado deformado/expandido.

[0027] Em algumas concretizações, as microesferas usadas na composição, tais como as composições descritas no Pedido de PCT No. PCT/US2016/012693, são expandidas antes da inclusão na composição. Em particular, as microesferas usadas na presente invenção são expandidas com calor antes da combinação com os outros componentes das composições descritos aqui. Como tal, nenhum outro calor é necessário para expandir as microesferas, e as microesferas proverão um efeito de aumento de volume imediato na aplicação ao cabelo.

[0028] O polímero é tipicamente um polímero termoplástico. Em algumas concretizações da invenção, as microesferas compreendem uma parede de material termoplástico. Em particular, o material termoplástico é um polímero ou um copolímero de pelo menos um monômero selecionado do grupo que consiste de acrilatos, metacrilatos (por exemplo, metilacrilatos) estireno, estireno substituído, dialetos insaturados (por exemplo, 1,1-dicloroeteno (também chamado de cloreto de vinilideno), acrilonitrilas, metacrilonitrilas, vinila e cloreto de vinila. Em uma concretização específica, o material termoplástico é um copolímero de acrilonitrila/metil metacrilato/cloreto de vinilideno. Em uma outra concretização específica, o material termoplástico é um copolímero de acrilonitrila/metacrilonitrila/metil metacrilato. Em uma outra concretização específica, o material termoplástico é um copolímero de acrilonitrila/metil metacrilato.

[0029] Em um outro aspecto, a microesfera preenchida com fluido compreende um copolímero ou de copolímero de acrilonitrila/metil metacrilato/cloreto de vinilideno, Copolímero de acrilonitrila/metacrilonitrila/metil metacrilato, ou copolímero termoplástico equivalente, tal como aquele vendido sob a marca registada EXPANCEL® pela Akzo

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 21/41

11/16

Nobel. Em uma concretização, EXPANCEL® 461 DE 20 d70 (Copolimero de Acrilonitrila/Metil Metacrilato/ Cloreto de vinilideno, Isobutano), EXPANCEL® 461 WEP 20 d36 (copolimero de acrilonitrila/metil metacrilato/cloreto de vinilideno), ou EXPANCEL® 551 DE 40 d42 (Copolimero de Acrilonitrila/Metil Metacrilato/Cloreto de vinilideno, Isobutana), cada um formado a partir de urn copolimero de monômeros de acrilonitrila, metil metacrilato e cloreto de vinilideno podem ser usados como a microesfera preenchida com fluido.

[0030] Em uma concretização, EXPANCEL® 920 DU 80 (Copolimero de Acrilonitrila/Metacrilonitrila/Metil Metacrilato, Isobutano) e EXPANCEL® 920 WEP (Copolimero de Acrilonitrila/Metacrilonitrila/Metil Metacrilato, Isobutano), cada um formado de um copolimero de monômeros de acrilonitrila, metacrilonitrila e metil metacrilato pode ser usado como a microesfera preenchida com líquido.

[0031] Em uma concretização, EXPANCEL ® FG52 DU 80 (Copolimero Acrilonitrila/Metil Metacrilato, Isobutano), formado a partir de um copolimero de monômeros de acrilonitrila e metil metacrilato pode ser usado como as a microesfera preenchida com fluido.

[0032] Em um outro aspecto, a microesfera preenchida com fluido compreende um revestimento de polímero que consiste de ou copolimero de acrilonitrila ou copolimero de cloreto de polivinilideno com um revestimento de carbonato de cálcio, tal como aquele vendido sob a marca registrada Dualite® microesferas poliméricas pela Henkel. Em uma concretização, Dualite® E135-040D (Acrilonitrila Copolimero, Carbonato de cálcio) ou Dualite® E130-055D (Copolimero Cloreto de Polivinilideno, Carbonato de cálcio) pode ser usado como a microesfera preenchida com líquido. Outras microesferas Dualite® com um tamanho de partícula maior podem ser usadas, no entanto, tais microesferas podem ser visíveis sobre o cabelo. Para reduzir a visibilidade das microesferas de tamanho maior, tais microesferas poderíam ser reves

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 22/41

12/16 tidas com um agente de coloração ou um agente que modifica o índice de refração para reduzir a visibilidade da microesfera sobre o cabelo. [0033] Em uma outra concretização, o material termoplástico é um copolímero com uma temperatura de amolecimento menor que expandiría quando exposto a calor de uma ferramenta de estilização, tais como, mas não limitadas a um secador de cabelo comercial, escovas aquecidas (exemplo, T3 Volumizer Heat Brush) ferramenta de ondular o cabelo, ferramenta de ondulação, varinha de ondulação, rolos quentes ou outros implementos de ondulação, ferrramenta quente rotativa (exemplo, Instyler®) ou ferramenta de plana de alisamento convencional), por exemplo, de cerca de 40 a cerca de 230°C; de cerca de 40 a cerca de 200°C; de cerca de 40 a cerca de 150°C; de cerca de 40 a cerca de 100°C; de cerca de 40 a cerca de 50°C. Em uma concretização, o material termoplástico é um copolímero com uma temperatura de amolecimento menor que expandiría quando exposto a calor de um secador de cabelo comercial, por exemplo, de cerca de 40 a cerca de 50°C. Aquele de habilidade na técnica seria capaz de medir a temperatura de amolecimento com base nos protocolos conhecidos. Por exemplo, aquele de habilidade na técnica poderia realizar análise de transições térmicas usando Calorimetria de varredura diferencial (DSC) para determinar a temperatura de transição vítrea, ou temperatura de amolecimento do copolímero. Em algumas concretizações, o copolímero é formado a partir de pelo menos um monômero selecionado do grupo que consiste de acrilatos, metacrilatos, estireno, alfametil estireno, estireno substituído, acetato de vinila, dialetos insaturados, nitrilas, acrilonitrilas, e metacrilonitrilas. Em algumas concretizações, quando as microesferas são formadas a partir de um copolímero com uma temperatura de amolecimento menor, a microesfera pode ou pode não ser expandida antes da inclusão na presente composição.

[0034] Microesferas têm um tamanho médio de partículas entre

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 23/41

13/16 cerca de 10 e cerca de 40 ou cerca de 10 e cerca de 120 microns. Microesferas com um tamanho médio de partículas maior do que cerca de 40 microns adicionarão volume, mas são mais facilmente visíveis ao olho nu. Microesferas com um tamanho médio de partículas menores do que 10 microns podem também ser usados para adicionar volume. No entanto, o risco de exposição a inalação em uma aplicação em aerosol é aumentado para tamanhos de partículas abaixo de 10 microns. Em uma concretização, as microesferas têm um tamanho médio de partículas de cerca de 15 e 25 microns ou cerca de 10 a cerca de 40 microns. Em uma concretização particular, as microesferas têm um tamanho médio de partículas de cerca de 20 microns.

[0035] As microesferas preenchidas com líquido da presente invenção, quando em seu estado expandido, têm uma baixa densidade, entre 0,01 g/cm³ e 0,6 g/cm³ dependendo do material. Em uma concretização, a densidade é cerca de 0,01 a cerca de 0,07 g/cm³. Em uma concretização, a densidade é cerca de 0,01 a cerca de 0,1 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,05 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,5 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,4 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,3 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,2 g/cm³; cerca de 0,05 a cerca de 0,2 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,09 g/cm³; ou cerca de 0,01 a cerca de 0,08 g/cm³.

[0036] As microesferas preenchidas com fluido da presente invenção, quando usadas sem outra expansão, têm uma baixa densidade, entre 0,01 g/cm³ e 1,2 g/cm³, dependendo do material. Em uma concretização, a densidade é cerca de 0,02 a cerca de 0,6 g/cm³. Em uma concretização, a densidade é cerca de 0,01 a cerca de 0,1 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,05 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,5 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,4 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,3 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,2 g/cm³; cerca de 0,05 a cerca de 0,2 g/cm³; cerca de 0,01 a cerca de 0,09 g/cm³; ou cerca de 0,01 a

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 24/41

14/16 cerca de 0,08 g/cm³, Em uma concretização, a densidade é cerca de

0,1 a cerca de 1,2 g/cm³; cerca de 0,2 a cerca de 1,2 g/cm³; cercade

0,3 a cerca de 1,2 g/cm³; cerca de 0,4 a cerca de 1,2 g/cm³; cercade

0,5 a cerca de 1,2 g/cm³; cerca de 0,6 a cerca de 1,2 g/cm³; cercade

0,7 a cerca de 1,2 g/cm³; cerca de 0,8 a cerca de 1,2 g/cm³; cercade

0,9 a cerca de 1,2 g/cm³; cerca de 1,0 a cerca de 1,2; ou cerca de 1,1 a cerca de 1,2.

Exemplificação

Exemplo 1 A expansão livre de solvente das microesferas [0037] As microesferas preenchidas com I fluido foram colocadas em vaso com camisa de vapor, com capacidade de 40 galões (1 galão = 3,785 L) , fabricado pela Lee Industries, dotado com um agitador de movimento simples, que consiste na armação e eixo tipo âncora com lâminas inclinadas, horizontais soldadas alternadamente para o quadro e o eixo, e lâminas raspadoras de nylon afixadas no quadro. Nenhum solvente foi adicionado.

[0038] O processo descrito acima fornece resultados consistentes, como delineado na tabela abaixo e mostrados na FIG. 2:

Carga	Gravidade específica	Tamanho médio de partículas
Não expandida	0,500	20,83 pm
Expandida, carga de Lab	0,075	55,06 pm
Expandida, em grande escala (Lote #172-027)	0,061	49,71 pm
Expandida, em grande escala (Lote #172-028)	0,070	54,26 pm

Exemplo 2 A expansão livre de solvente das microesferas [0039] As microesferas preenchidas com fluido foram colocadas em um vaso encamisada, de capacidade de 200 galões (1 galão = 3,785 L) , fabricado pela Groen, dotado com um agitador de movimento simples que consiste na armação e eixo tipo âncora, e lâminas raspadoras de nylon afixadas no quadro. Nenhum solvente foi adicionado. O processo acima forneceu os resultados abaixo.

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 25/41

15/16

Carga	Gravidade específica	Tamanho médio de partículas
Não expandida	0,500	20,83 pm
Expandida, em grande escala (Lote #175-178)	0,055	54,3 pm

Exemplo 3 Método de empastamento para expansão de microesferas [0040] Microesferas, em escala de lab foram transformadas em pasta em água. A pasta resultante foi aquecida para cima da temperatura de expansão (cerca de 85 - 95°C). Antes do processamento de uma pasta da microesfera, as microesferas não expandidas na pasta cairiam no fundo do recipiente se a misturação fosse parada. Depois de aquecimento, as partículas na pasta flutuaram para o topo do recipiente, indicando uma mudança na densidade. Amostras foram avaliadas quanto a e tamanho de partícula usando análise de tamanho de partículas de dispersão de luz de laser (LLPSA):

Carga	Tamanho médio de partículas
Não expandida	20,83 pm
Expandida, carga de Lab em água	22,56 pm

[0041] Os resultados acima indicam que, embora haja alguma expansão, a expansão em água não forneceu uma mudança grande o suficiente no tamanho de partícula das microesferas.

Exemplo 4 Método de empastamento para expansão de microesferas [0042] Em uma grande escala, uma segunda tentativa foi feita para expandir as microesferas em água. A pasta aquosa das microesferas foi aquecida por um total de 90 minutos, com amostras puxando em vários pontos de tempo partindo 30 minutos depois de conseguir a temperatura de expansão. O produto resultante não era uniforme. Embora algumas partículas estivessem flutuando sobre a superfície da água, indicando uma mudança na densidade, há ainda microesferas não expandidas visíveis em cada amostra que se depositaram no fun

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 26/41

16/16 do do recipiente.

Exemplo 5 Uso de raspadores no processo para a expansão de microesferas [0043] Volumes pequenos, em escala de lab. (-100 gramas) das microesferas foram expandidas com sucesso sem solvente usando um impulsionador de passo de 4 lâminas convencional sem agitação de raspagem. Nessa escala, a dinâmica de misturação oriunda do impulsionador foi suficiente para manter material virando ao longo das paredes laterais da proveta. No entanto, quando um impulsionador de passo convencional foi usado na produção de um grande volume (12 kgs), a misturação foi insuficiente para transformar um volume maior do produto acima ao longo das paredes laterais do vaso. Neste caso, as microesferas em contato com as paredes laterais do primeiro tanque expandido. Uma vez que elas expandidas, elas pressionadas contra as microesferas não expandidas no núcleo do tanque, mais perto da lâmina de misturação. A pressão aumentada levou a expansão das microesferas a comprimir para formar um material semelhante a isopor, sólido e foi não mais um pó de escoamento livre.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo, livre de solvente, de expansão de microesferas ocas poliméricas expandíveis, preenchidas com fluido, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

agitação de microesferas ocas poliméricas expandíveis preenchidas não expandidas com fluido em um vaso na ausência de solvente; e aquecimento do vaso de modo que uma mistura de escoamento livre de microesferas expandidas é formada; desse modo expandindo a microesfera polimérica expandível para um tamanho de partícula maior, específico.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as microesferas são agitadas enquanto se aquecendo.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as microesferas são continuamente agitadas enquanto se aquecendo.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as microesferas são agitadas antes do e durante o aquecimento.
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as microesferas são continuamente agitadas antes do e durante o aquecimento.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as microesferas são agitadas antes do, durante o e depois do aquecimento.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as microesferas são continuamente agitadas antes de, durante e depois de aquecimento.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 28/41

2/5 ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o vaso ainda compreende um agitador que move continuamente as microesferas por agitação ou por misturação de modo que o material em contato com as paredes laterais do vaso é mantido se movimentando.
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o agitador compreende um impulsor ligado a um eixo rotativo.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o vaso ainda compreende uma ou mais lâminas raspadoras.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a lâmina raspadora compreende a lâmina que continuamente raspa a superfície interior do vaso, desse modo evitando uma alteração prematura ou uma formação de película no interior da parede lateral do vaso.
12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as lâminas raspadoras são selecionadas do grupo que consiste em um raspador de aço inoxidável; um raspador de liga de níquel; um raspador de extremidade de Teflon® (Politetrafluoroetileno) com verso S/S; um raspador de Teflon® (Politetrafluoroetileno); um raspador de Ryton® (Polifenileno Sulfeto); um raspador de polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMWPE); um raspador feito de outros plásticos comuns para aqueles versados nas técnicas; ou uma combinação de quaisquer dos materiais acima citados.
13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que o agitador é selecionado do grupo que consiste em um agitador de estilo raspador, um agitador de estilo de movimento duplo, um agitador de estilo de contra-rotação, um agitador de movimento circular total, um agitador de raspagem total, um agitador de âncora, um agitador de tipo parafuso ou espiral, um

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 29/41

3/5 misturador horizontal com agitador de pá, um misturador de fita horizontal, um agitador de movimento simples, e uma armação e eixo tipo âncora.
14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o agitador é um agitador de movimento simples.
15. Processo de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que o agitador de movimento simples é uma armação e um eixo tipo âncora.
16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de que a armação e eixo tipo âncora tem lâminas inclinadas, horizontais soldadas alternadamente à armação e ao eixo, e lâminas raspadoras afixadas na armação.
17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o vaso é um vaso encamisado.
18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o vaso encamisado é um recipiente que é projetado para o controle da temperatura de seu conteúdo, por uso de uma camisa de resfriamento ou de aquecimento em volta do vaso através da qual um fluido de resfriamento ou de aquecimento é circulado.
19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o fluido de aquecimento é um vapor ou água quente.
20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato de que o vaso encamisado é selecionado do grupo que consiste em bobinas de meio tubo convencionais, e ondulação (dimple).
21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o vaso é aquecido com uma tira de calor elétrica.

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 30/41

4/5
22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o vaso é aquecido de 40 até210°C.
23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o vaso é aquecido de 75 até 105°C.
24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o volume é suficiente para conter o volume final das microesferas ocas poliméricas preenchidas com fluido expandidas.
25. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o volume, a gravidade específica e o tamanho de partículas das microesferas expandíveis expandidas são medidos durante a etapa de aquecimento.
26. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a medição ocorre durante a etapa de aquecimento.
27. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a medição ocorre depois da etapa de aquecimento.
28. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as microesferas poliméricas expandíveis são expandidas para um tamanho de partículas de cerca de 10 a cerca de 120 microns.
29. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de resfriamento das microesferas expandíveis expandidas.
30. Processo para a expansão de microesferas ocas poliméricas expandíveis, preenchidas com fluido, caracterizado pelo

Petição 870190043199, de 08/05/2019, pág. 31/41

5/5 fato de que , em um vaso com camisa de vapor, dotado de um agitador de movimento simples, em que o agitador compreende uma armação e um eixo tipo âncora com lâminas inclinadas, horizontais, soldadas alternadamente à armação e ao eixo, e lâminas raspadoras afixadas na armação.
31. Processo de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o vaso tem uma capacidade de 40 galões (1 galão = 3,785 L).
32. Processo para a expansão de microesferas ocas poliméricas expandíveis, preenchidas com fluido em um vaso encamisado, dotado de um agitador de movimento simples, caracterizado pelo fato de que o agitador compreende uma armação e um eixo tipo âncora, e lâminas raspadoras afixadas na armação.
33. Processo de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o vaso tem uma capacidade de 200 galões (1 galão = 3,785 L).
34. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 33, caracterizado pelo fato de que as lâminas raspadoras são de nylon.