JP2000003076A - トナ―用樹脂の製造方法 - Google Patents
トナ―用樹脂の製造方法Info
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Abstract
かつそれを用いて製造したトナーは定着性、耐オフセッ
ト性、耐ブロッキング性が優れているトナー用樹脂の製
造方法を提供する。 【解決手段】 重合開始剤を用いてスチレンと(メタ)
アクリル酸エステルとを共重合するトナー用樹脂の製造
方法において、重合開始剤としてジシンナモイルペルオ
キシド及び炭素数4〜8の第3級アルキルペルオキシシ
ンナメートからなる群から選ばれる1種以上を用いる
か、又はそれとベンゼン中における半減期が10時間で
ある温度が65〜130℃である他の重合開始剤とを併
用することを特徴とするトナー用樹脂の製造方法。
Description
ー用樹脂を得ることができ、かつそれを用いて製造した
トナーは定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性が
優れているトナー用樹脂の製造方法に関するものであ
る。
数多くの発明がなされている。しかしながら、最近では
処理情報の増大に伴う処理速度の高速化から、複写機及
び記録装置に対し、そのスピードの向上が一段と望まれ
ている。そのためトナー用樹脂についても、従来以上に
高い性能を持つものが要望されるようになってきた。即
ち、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性を高
めるために、スチレンと(メタ)アクリル酸エステルと
の共重合体を主成分とし、かつ分子量分布の広いトナー
用樹脂が求められている。そのような樹脂を得る方法と
しては、低分子量のトナー用樹脂及び高分子量のトナー
用樹脂をそれぞれ製造し、得られた樹脂をブレンドする
方法、あるいは低分子量のトナー用樹脂を溶解したビニ
ル単量体を重合させる方法等が知られている。その際
に、低分子量のトナー用樹脂を製造する方法は比較的容
易であるが、高分子量のトナー用樹脂を経済的に製造す
ることが技術的な課題となっている。トナー用樹脂の高
分子量化については、例えば特開平2−32108号公
報及び特開平2−67302号公報には重合開始剤とし
て2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシ
クロヘキシル)プロパンを用いる方法が開示されてい
る。また一方ではトナー用樹脂の臭気による環境悪化の
改善も要望されている。
平2−32108号公報等に記載の方法では、効率的に
高分子量体を製造するという点ではまだ不十分であるた
め、より改善された方法が求められている。本発明の目
的は、高分子量のトナー用樹脂を得ることができ、かつ
それを用いて製造したトナーが定着性、耐オフセット
性、耐ブロッキング性の点で優れているトナー用樹脂の
製造方法を提供することである。
法の問題点を長期にわたって研究した結果、特定のペル
オキシドを重合開始剤として用いることにより、前記問
題点を解決できることがわかり、本発明を完成するに至
った。第一の発明は、重合開始剤を用いてスチレンと
(メタ)アクリル酸エステルとを共重合するトナー用樹
脂の製造方法において、重合開始剤としてジシンナモイ
ルペルオキシド及び炭素数4〜8の第3級アルキルペル
オキシシンナメートからなる群から選ばれる1種以上を
用いることを特徴とするトナー用樹脂の製造方法であ
る。第二の発明は、重合開始剤を用いてスチレンと(メ
タ)アクリル酸エステルとを共重合するトナー用樹脂の
製造方法において、重合開始剤としてジシンナモイルペ
ルオキシド及び炭素数4〜8の第3級アルキルペルオキ
シシンナメートからなる群から選ばれる1種以上とベン
ゼン中における半減期が10時間である温度が65〜1
30℃である他の重合開始剤とを併用することを特徴と
するトナー用樹脂の製造方法である。第三の発明は、重
合開始剤を用いてスチレンと(メタ)アクリル酸エステ
ルとを共重合するトナー用樹脂の製造方法において、重
合開始剤としてジシンナモイルペルオキシド及び炭素数
4〜8の第3級アルキルペルオキシシンナメートからな
る群から選ばれる1種以上を用いて重合温度60〜14
0℃で重合転化率10〜70%の範囲になるまで一段目
の重合を行い、次いでベンゼン中における半減期が10
時間である温度が65〜130℃である他の重合開始剤
の存在下、又は他の重合開始剤を添加せずに、70〜1
80℃の範囲でかつ一段目の重合温度より高い重合温度
で二段目の重合を行うことを特徴とするトナー用樹脂の
製造方法である。
ついて、詳細に説明する。第一の発明は、重合開始剤を
用いてスチレンと(メタ)アクリル酸エステルとを共重
合するトナー用樹脂の製造方法において、重合開始剤と
してジシンナモイルペルオキシド及び炭素数4〜8の第
3級アルキルペルオキシシンナメートからなる群から選
ばれる1種以上を用いることを特徴とするトナー用樹脂
の製造方法である。前記炭素数4〜8の第3級アルキル
ペルオキシシンナメートは一般式(1)
鎖のアルキル基を表す。)で示される化合物が好まし
い。その具体例を示すと、例えばt−ブチルペルオキシ
シンナメート、t−アミルペルオキシシンナメート、t
−ヘキシルペルオキシシンナメート、t−オクチルペル
オキシシンナメートが挙げられる。これらの中で高分子
量化の効率が高いため、t−ブチルペルオキシシンナメ
ートはさらに好ましいものである。以下、ジシンナモイ
ルペルオキシド及び炭素数4〜8の第3級アルキルペル
オキシシンナメートから選ばれる1種以上のペルオキシ
ドをジシンナモイルペルオキシド等と略記する。
ンと(メタ)アクリル酸エステルとを共重合するトナー
用樹脂の製造方法において、重合開始剤としてジシンナ
モイルペルオキシド及び炭素数4〜8の第3級アルキル
ペルオキシシンナメートからなる群から選ばれる1種以
上とベンゼン中における半減期が10時間である温度が
65〜130℃、好ましくは70〜120℃である他の
重合開始剤とを併用することを特徴とするトナー用樹脂
の製造方法である。
えばジベンゾイルペルオキシド、ジトルイルペルオキシ
ド等のジアシルペルオキシド類、t−ブチルペルオキシ
アセテート、t−ヘキシルペルオキシアセテート、ジ−
t−ブチルペルオキシイソフタレート、ジ−t−ブチル
−シクロヘキサン−1,4−ジペルオキシカルボキシレ
ート、t−ブチルペルオキシラウレート、t−ヘキシル
ペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペ
ルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペル
オキシベンゾエート、t−ヘキシルペルオキシベンゾエ
ート、t−オクチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエ
ート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルペ
ルオキシ)ヘキサン等のペルオキシエステル類、t−ブ
チルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブ
チルペルオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネー
ト、t−ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカーボネ
ート、1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニル
オキシ)ヘキサン、1,1,1−トリス(t−ブチルペ
ルオキシカルボニルオキシメチル)プロパン等のペルオ
キシモノカーボネート類、1,1−ビス−t−ブチルペ
ルオキシシクロヘキサン、2,2−ビス−t−ブチルペ
ルオキシブタン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチ
ルペルオキシ)バレレート、1,1−ジ−t−ブチルペ
ルオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシク
ロヘキシル)プロパン等のペルオキシケタール類、ジ−
t−ブチルペルオキシド、t−ブチルクミルペルオキシ
ド、2,5−ジ−t−ブチルペルオキシ−2,5−ジメ
チルヘキサン、ジクミルペルオキシド等のアルキルペル
オキシド類が挙げられる。
量増大の効果が大きいという理由で、分子内に2つ以上
のペルオキシ結合を有する多官能重合開始剤がさらに好
ましい。具体的には、2,5−ジメチル−2,5−ビス
(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、1,6−ビス(t
−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、1,
1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキサン等の2官能重合開始剤、1,1,1−
トリス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシメチ
ル)プロパン等の3官能重合開始剤、2,2−ビス
(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)
プロパン等の4官能重合開始剤などである。
ンと(メタ)アクリル酸エステルとを共重合するトナー
用樹脂の製造方法において、重合開始剤としてジシンナ
モイルペルオキシド及び炭素数4〜8の第3級アルキル
ペルオキシシンナメートからなる群から選ばれる1種以
上を用いて重合温度60〜140℃、好ましくは70〜
130℃で重合転化率10〜70%、好ましくは20〜
50%の範囲になるまで一段目の重合を行い、次いでベ
ンゼン中における半減期が10時間である温度が65〜
130℃、好ましくは70〜120℃である他の重合開
始剤の存在下、又は他の重合開始剤を添加せずに、70
〜180℃、好ましくは80〜170℃、より好ましく
は90〜160℃の範囲でかつ一段目の重合温度より高
い重合温度で二段目の重合を行うことを特徴とするトナ
ー用樹脂の製造方法である。このことにより、高分子量
の分岐状重合体をより効率的に製造することができる。
合初期に添加しても、また途中で添加しても良いが、実
質的に重合初期はジシンナモイルペルオキシド等により
単量体の重合が開始され、重合後半は併用した他の重合
開始剤により重合が開始されるようにすることが好まし
い。
では重合速度が小さく、また140℃を越えると重合体
の高分子量化の効率が小さくなり好ましくない。また、
その際の重合転化率が10%未満でも、また70%を越
えても重合体の高分子量化の効率が小さくなり好ましく
ない。そして二段目の重合において、他の重合開始剤を
用いる場合、そのベンゼン中の半減期が10時間である
温度が65℃未満ないし130℃を越える場合のいずれ
も重合体の高分子量化の効率が低下するため好ましくな
い。また他の重合開始剤を添加せずに熱重合だけで行う
場合においても、その温度が70℃未満ないし180℃
を越えた場合のいずれも重合体の高分子量化の効率が小
さくなり好ましくない。
イルペルオキシド等の使用量は、単量体100重量部に
対して通常0.001〜10重量部、好ましくは0.0
03〜5重量部、より好ましくは0.01〜3重量部で
ある。このジシンナモイルペルオキシド等の使用量が
0.001重量部未満では、高分子量化の効果が小さく
なる傾向にある。また、ジシンナモイルペルオキシド等
の使用量が10重量部を越えると、ジシンナモイルペル
オキシド等が重合系において高濃度で存在し、それが誘
発分解して重合開始効率が低下し、分子量を低下させる
傾向にある。
である温度が65〜130℃である重合開始剤が併用さ
れる場合、その使用量は、ジシンナモイルペルオキシド
等と共に作用して目的の重合転化率を達成できる量が用
いられる。通常その量は単量体100重量部に対して、
0.001〜20重量部、好ましくは0.005〜10
重量部、より好ましくは0.01〜5重量部の範囲で用
いられる。この重合開始剤の使用量が0.001重量部
未満では重合開始剤としての使用効果がなく、20重量
部を越えると得られる重合体の分子量が低下する。
ル酸エステルはアクリル酸エステルとメタアクリル酸エ
ステルの総称である。アクリル酸エステルの具体例とし
ては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロ
ピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、sec−
ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−オ
クチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレー
ト、ラウロイルアクリレートが挙げられる。またメタア
クリル酸エステルの具体例としては、メチルメタクリレ
ート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレー
ト、n−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタク
リレート、イソブチルメタクリレート、n−オクチルメ
タクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラ
ウロイルメタクリレート等が挙げられる。
ナー用樹脂の定着性と耐オフセット性のバランスが良い
ため好ましいものである。本発明においてスチレンと
(メタ)アクリル酸エステルとの使用比率はスチレン1
モルに対して(メタ)アクリル酸エステルは通常0.1
〜0.5モル、好ましくは0.15〜0.3モルの範囲
である。0.1モル未満ではトナー用樹脂の定着性が低
下し、また0.5モルを越えるとトナー用樹脂の耐ブロ
ッキング性が低下する傾向にある。尚、スチレンと(メ
タ)アクリル酸エステルとを共重合してトナー用樹脂と
する際、両者よりなる低分子量の樹脂が含まれていても
よい。その際、低分子量の樹脂は単量体に対して最大で
200重量%であり、好ましくは150%以下である。
200重量%を越えると樹脂の単量体の初期粘度が高く
なり良好な重合状態が維持できない。また前記低分子量
の樹脂の重量平均分子量は通常30000以下、好まし
くは20000以下である。30000を越えるとトナ
ーの定着性が低下する傾向にある。
法、溶液重合法、懸濁重合法又は沈澱重合法が採用され
る。また、それらの重合方法の組み合わせも採用され
る。工業的にはビニル芳香族系重合体の生産効率の良い
連続重合法が有利である。この連続重合法においては、
重合槽を1基以上、好ましくは2基以上有する重合装置
を用い、それぞれの重合槽の温度を所定温度あるいは必
要により異なる温度に設定する方法が採用される。例え
ば、1基の重合槽で所定の温度、所定の滞留時間で重合
する方法や第1及び第2の重合槽でそれぞれ異なる所定
の温度、所定の滞留時間に設定し、第1の重合槽で重合
した後、第2の重合槽で重合を行う方法が挙げられる。
剤としてジシンナモイルペルオキシド等は第1の重合槽
に添加される。また併用される他の重合開始剤は第1の
重合槽に添加されるか、或いは第2の重合槽以降の重合
槽に添加されても良い。連続重合法において、重合温度
は通常70〜180℃、好ましくは80〜170℃、よ
り好ましくは90〜160℃である。70℃未満では重
合速度が小さく、また180℃を越えるとスチレンへの
連鎖移動が多く起こり、高分子量体の生成が少なくなる
傾向にある。
用樹脂は通常低分子量のトナー用樹脂と混合されて使用
される。その際、2種類のトナー用樹脂の混合方法とし
ては、(1)通常の方法で製造された低分子量のトナー
用樹脂と本発明の方法で製造された高分子量のトナー用
樹脂を機械的に混合して使用する方法、(2)予め製造
された低分子量のトナー用樹脂存在下で本発明の方法に
より高分子量のトナー用樹脂を製造する方法、(3)本
発明の方法で製造された高分子量のトナー用樹脂の存在
下で低分子量のトナー用樹脂を製造する方法等が実施可
能である。
定の重合開始剤を用いることにより、高分子量のトナー
用樹脂を得ることができる。そしてそれを用いて製造し
たトナーは定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性
が優れているため工業的利用価値は極めて高い。
に具体的に説明する。なお、各例中の%は特に断わらな
い限り重量%を示しており、また略号は次の化合物を意
味している。また()内のT10の値は有機過酸化物の
ベンゼン中における半減期が10時間である温度を示
す。 RYCI:ジシンナモイルペルオキシド(純度99%)
(T10:60℃) BuCI:t−ブチルペルオキシシンナメート(純度9
7%)(T10:95℃) BuI:t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネー
ト(純度95%)(T10:99℃) Bu3M:1,1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,
3,5−トリメチルシクロヘキサン(純度95%)(T
10:90℃) BBCP:2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペル
オキシシクロヘキシル)プロパン(純度20%)(T1
0:95℃) BPO:ジベンゾイルペルオキシド(純度99%)(T
10:74℃) BuBH:1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボ
ニルオキシ)ヘキサン(純度99%)(T10:101
℃) BBzH:2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイ
ルペルオキシ)ヘキサン(純度95%)(T10:10
0℃) St:スチレン BA:n−ブチルアクリレート
チルアクリレートの重量比率は80:20である)中
に、RYCIを891ppm(純分換算で過酸化結合と
して0.003モル/kg)およびBuIを1298p
pm(純分換算で過酸化結合として0.007モル/k
g)となるように溶解させた。それを内径4mm、長さ
300mmのガラスアンプルに2ml入れた。次に、窒
素置換後封管し、恒温槽に浸し、60℃から150℃ま
で1時間に10℃の割合で昇温させながら塊状重合反応
を総計9時間行った。重合後、残存単量体量のガスクロ
マトグラフ(以下、GLCと略記)による定量分析から
重合転化率を求め、またゲルパーミエーションクロマト
グラフ(以下、GPCと略記)による分析から重合物の
数平均分子量(表中、Mnと略記)と重量平均分子量
(表中、Mwと略記)を求めた。その結果を表1に示し
た。
で過酸化結合として総計0.01モル/kg)になる量
を使用した以外は実施例1に準じて実施し、そして各種
分析を行った。その結果を表1に示した。実施例1〜7
と比較例1〜3から、本発明の重合方法によれば従来の
方法と比較して高分子量のトナー用樹脂が得られること
が明らかとなった。
リン酸カルシウム10g、ドデシルベンゼンスルホン酸
ソーダ0.4g、RYCI 1.6g、BPO2.0
g、St 800g及びBA 200gを入れた。次に
空間部を窒素置換した後、攪拌しながら90℃から12
0℃まで1時間当たり10℃昇温させながら3時間重合
を続けた。冷却後、内容物を取り出し、塩酸で洗浄し、
水洗し、そして乾燥して高分子量のトナー用樹脂を得
た。その樹脂を用いてGLCにより残存単量体を定量し
た結果、重合転化率は99.7%であった。またGPC
で分子量を測定した結果、数平均分子量は211000
であり、重量平均分子量は503000であった。
とBPO 2.0gを併用する代わりにBPO 3.6
gを使用した以外は実施例1に準じて実施し、そして各
種分析を行った。その結果、重合転化率は99.5%で
あった。また数平均分子量は110000であり、重量
平均分子量は214000であった。
びBA 200gの代わりに、溶液重合法により製造し
た重量平均分子量11000のスチレン・ブチルアクリ
レート共重合体(スチレン:ブチルアクリレートの重量
比率は80:20である)1000gをSt 800g
とBA 200gの単量体混合物に溶解した溶液を用
い、重合開始剤としてRYCI 1.6g及びBPO
2.0gの代わりに、RYCI 0.8g及びBPO
1.0gに変えた他は実施例8に準じて実施し、そして
各種分析を行った。その結果、重合転化率は99.9%
であった。またGPCで分子量を測定した結果、ピーク
は2山になり高分子量側の重量平均分子量は45600
0であった。
ル、リン酸カルシウム10gドデシルベンゼンスルホン
酸ソーダ0.4g、RYCI 0.6g、BBzH
3.2g、ST 800g及びBA 200gを入れた。
次に空間部を窒素置換した後、攪拌しながら100℃ま
で昇温させ、重合温度を100℃一定に保ちながら5時
間重合を続けた。 反応器を冷却してから内容物の一部
を採取して重合転化率を測定した結果、23.2%であ
った。その後、重合物にBuI 2.0gを追加添加し
てから加温して90℃まで速やかに昇温し、その後90
℃から120℃まで1時間当たり10℃昇温させながら
3時間重合を続けた。冷却後、内容物を取り出し、塩酸
で洗浄し、水洗、乾燥して高分子量のトナー用樹脂を得
た。その樹脂を用いてGLCにより残存単量体を定量し
た結果、重合転化率は99.2%であった。またGPC
で分子量を測定した結果、数平均分子量は24800
0、重量平均分子量は728000であった。
ル、リン酸カルシウム10g、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ソーダ0.4g、RYCI 2.0g、St 80
0g及びBA 200gを入れた。次に空間部を窒素置
換した後、撹拌しながら60℃から90℃まで1時間当
たり10℃昇温させながら3時間重合を続けた。反応器
を冷却してから内容物の一部を採取して重合転化率を測
定した結果、23.2%であった。その後、重合物にB
uI 2.0gを追加添加してから加温して90℃まで
速やかに昇温し、その後90℃から120℃まで1時間
当たり10℃昇温させながら3時間重合を続けた。冷却
後、内容物を取り出し、塩酸で洗浄し、水洗、乾燥して
高分子量のトナー用樹脂を得た。その樹脂を用いてGL
Cにより残存単量体を定量した結果、重合転化率は9
9.5%であった。また、GPCで分子量を測定した結
果、数平均分子量は334000、重量平均分子量は8
11000であった。
したBuI 2.0gの代わりにBuBH 2.0gを
使用した以外は実施例11に準じて実施し、各種分析を
行なった。その結果、重合転化率は99.3%であっ
た。また、数平均分子量は332000であり、重量平
均分子量は887000であった。
Claims (3)
- 【請求項1】 重合開始剤を用いてスチレンと(メタ)
アクリル酸エステルとを共重合するトナー用樹脂の製造
方法において、重合開始剤としてジシンナモイルペルオ
キシド及び炭素数4〜8の第3級アルキルペルオキシシ
ンナメートからなる群から選ばれる1種以上を用いるこ
とを特徴とするトナー用樹脂の製造方法。 - 【請求項2】 重合開始剤を用いてスチレンと(メタ)
アクリル酸エステルとを共重合するトナー用樹脂の製造
方法において、重合開始剤としてジシンナモイルペルオ
キシド及び炭素数4〜8の第3級アルキルペルオキシシ
ンナメートからなる群から選ばれる1種以上とベンゼン
中における半減期が10時間である温度が65〜130
℃である他の重合開始剤とを併用することを特徴とする
トナー用樹脂の製造方法。 - 【請求項3】 重合開始剤を用いてスチレンと(メタ)
アクリル酸エステルとを共重合するトナー用樹脂の製造
方法において、重合開始剤としてジシンナモイルペルオ
キシド及び炭素数4〜8の第3級アルキルペルオキシシ
ンナメートからなる群から選ばれる1種以上を用いて重
合温度60〜140℃で重合転化率10〜70%の範囲
になるまで一段目の重合を行い、次いでベンゼン中にお
ける半減期が10時間である温度が65〜130℃であ
る他の重合開始剤の存在下、又は他の重合開始剤を添加
せずに、70〜180℃の範囲でかつ一段目の重合温度
より高い重合温度で二段目の重合を行うことを特徴とす
るトナー用樹脂の製造方法。
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JP10082099A JP4214609B2 (ja) | 1998-04-17 | 1999-04-08 | トナー用樹脂の製造方法 |
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JP10741398 | 1998-04-17 | ||
JP10082099A JP4214609B2 (ja) | 1998-04-17 | 1999-04-08 | トナー用樹脂の製造方法 |
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JP4214609B2 JP4214609B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=26441781
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JP10082099A Expired - Lifetime JP4214609B2 (ja) | 1998-04-17 | 1999-04-08 | トナー用樹脂の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4214609B2 (ja) |
Cited By (6)
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- 1999-04-08 JP JP10082099A patent/JP4214609B2/ja not_active Expired - Lifetime
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