JP2007293123A - Method for producing polyester resin for toner - Google Patents

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Akishi Kondo
晃史 近藤
Susumu Sugiura
将 杉浦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a polyester resin for toners, by which changes in resin physical properties with the passage of time are suppressed, and a polyester resin for toners having uniform resin physical properties is produced, even if a mixer or the like is not used. <P>SOLUTION: In the method for producing a polyester resin for toners by making a di- or higher valent acid component react with a di- or higher alcohol component, a reaction product is discharged from a polymerization tank, while forcedly cooling the resin in the polymerization tank at a cooling rate of 1-100°C/h or lower. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、トナー用ポリエステル樹脂の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a polyester resin for toner.

ポリエステル樹脂の製造工程においては、重合反応を行った後、不活性ガスで重合釜内を加圧し、ポリエステル樹脂を吐出させ、冷却装置によって冷却固化した後、粉砕機にて粉砕することが行われている。   In the production process of the polyester resin, after the polymerization reaction is performed, the inside of the polymerization vessel is pressurized with an inert gas, the polyester resin is discharged, cooled and solidified by a cooling device, and then pulverized by a pulverizer. ing.

このうち、ポリエステル樹脂を重合釜内から吐出させる際、吐出時間に対応するポリエステル樹脂の重合釜内での滞在時間の差によって、吐出されるポリエステル樹脂の粘度、溶融弾性等の樹脂物性は変化し、結果として得られるポリエステル樹脂は、吐出経時に対応した異なる樹脂物性を有するものの混合物となることが知られている。このような、異なる樹脂物性を有するポリエステル樹脂の混合物では、樹脂物性の均一性が低い為に、これをトナー用バインダー樹脂に用いた場合、トナーの紙への定着不良あるいは、感光体汚染が発生するといった問題点があった。   Among these, when the polyester resin is discharged from the polymerization kettle, the resin properties such as viscosity and melt elasticity of the discharged polyester resin change depending on the difference in the residence time of the polyester resin in the polymerization kettle corresponding to the discharge time. The resulting polyester resin is known to be a mixture of different resin physical properties corresponding to the discharge time. In such a mixture of polyester resins having different resin physical properties, since the uniformity of the resin physical properties is low, when this is used as a binder resin for toner, poor fixing of toner to paper or photoreceptor contamination occurs. There was a problem such as.

この吐出経時変化に対応する樹脂物性の不均一性を改良する為に、特許文献1には反応温度より樹脂排出温度を低く設定し、かつ、排出開始時の樹脂粘度と排出終了時の樹脂粘度の差を特定の範囲とする方法が提案されている。しかしながら、特許文献1に記載された方法では、得られるポリエステル樹脂の釜からの排出中の樹脂粘度、溶融弾性等の樹脂物性の経時変化が大きいため、十分な樹脂物性を得るためには、さらに、排出された樹脂粉砕物を混合機により混合する必要があり、より煩雑な工程が必要となるといった問題点があった。   In order to improve the non-uniformity of the resin physical properties corresponding to the change with time of discharge, Patent Document 1 sets the resin discharge temperature lower than the reaction temperature, and the resin viscosity at the start of discharge and the resin viscosity at the end of discharge. A method has been proposed in which the difference between them is in a specific range. However, in the method described in Patent Document 1, since the time-dependent change in resin physical properties such as resin viscosity and melt elasticity during discharge of the resulting polyester resin from the kettle is large, in order to obtain sufficient resin physical properties, The discharged resin pulverized product needs to be mixed by a mixer, and there is a problem that a more complicated process is required.

特開2005−157074号公報JP 2005-157074 A

本発明の目的は、重合釜内の樹脂を特定の冷却条件にて強制冷却して、樹脂物性の経時変化を抑制させるとともに、混合機等を使用しなくても、均一な樹脂物性を有するトナー用ポリエステル樹脂の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to forcibly cool a resin in a polymerization kettle under specific cooling conditions to suppress a change in resin physical properties with time, and to have a uniform resin physical property without using a mixer or the like. It is providing the manufacturing method of the polyester resin for water.

本発明は、2価以上の酸成分と2価以上のアルコール成分を反応させてポリエステル樹脂を製造する方法において、重合釜内の樹脂を1〜100℃/以下の冷却速度で強制冷却しながら、反応物を重合釜から吐出させることを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂の製造方法に関するものである。   The present invention is a method for producing a polyester resin by reacting a divalent or higher acid component with a divalent or higher alcohol component, while forcibly cooling the resin in the polymerization kettle at a cooling rate of 1 to 100 ° C. or lower, The present invention relates to a method for producing a polyester resin for toner, wherein a reaction product is discharged from a polymerization kettle.

また、本発明は、重合釜中の反応物を混合しながら吐出させることを特徴とする上記トナー用ポリエステル樹脂の製造方法に関するものである。   The present invention also relates to a method for producing a polyester resin for toner, wherein the reactants in the polymerization vessel are discharged while being mixed.

本発明のトナー用ポリエステル樹脂の製造方法を用いることにより、樹脂物性の経時変化を抑制させるとともに、混合機等を使用しなくても、均一な樹脂物性を有するトナー用ポリエステル樹脂の製造方法を提供できる。   By using the method for producing a polyester resin for a toner according to the present invention, a method for producing a polyester resin for a toner having uniform resin physical properties can be provided without suppressing a change in the physical properties of the resin over time. it can.

本発明における強制冷却とは、加熱源を遮断し、放冷による自然冷却ではなく、能動的な方法を用いて冷却する冷却方法である。本発明の重合釜内の樹脂を強制冷却する際の冷却速度の下限値としては、1℃/h以上である。1℃/h以上で強制冷却した場合、重合釜から吐出した反応物の樹脂粘度、溶融弾性等の樹脂物性の吐出経時に対する変化を抑制することができ、この冷却速度の下限値は3℃/h以上がより好ましく、6℃/h以上がさらに好ましく、9℃/h以上が特に好ましい。
また、冷却速度の上限値としては、100℃/h以下である。100℃/h以下で強制冷却した場合、吐出中の反応物の溶融粘度の変化を抑制でき、安定した吐出を行うことができる。この強制冷却の冷却速度の上限値は90℃/h以下がより好ましく、70℃/h以下がさらに好ましく、50℃/h以下が特に好ましい。
The forced cooling in the present invention is a cooling method in which a heating source is shut off and cooling is performed using an active method, not natural cooling by standing to cool. The lower limit of the cooling rate when the resin in the polymerization kettle of the present invention is forcibly cooled is 1 ° C./h or more. When forced cooling is performed at 1 ° C./h or more, changes in resin physical properties such as resin viscosity and melt elasticity of the reactant discharged from the polymerization kettle with respect to discharge time can be suppressed, and the lower limit of this cooling rate is 3 ° C. / h or higher is more preferable, 6 ° C./h or higher is further preferable, and 9 ° C./h or higher is particularly preferable.
Moreover, as an upper limit of a cooling rate, it is 100 degrees C / h or less. When forced cooling is performed at 100 ° C./h or less, a change in the melt viscosity of the reactant during discharge can be suppressed, and stable discharge can be performed. The upper limit of the cooling rate of this forced cooling is more preferably 90 ° C./h or less, further preferably 70 ° C./h or less, and particularly preferably 50 ° C./h or less.

重合釜内の樹脂を強制冷却させながら吐出する方法としては、熱交換器により熱媒体を強制冷却する方法や、加熱源となる熱媒体を遮断しエアーによる強制冷却を行う方法、熱媒体を抜き取り予め冷却した媒体に置き換える方法、常温ないし冷却した金属ブロック等を重合釜内に連続的に投入する方法、常温ないし冷却した樹脂を重合釜内に連続的に投入する方法、水等の冷媒を連続的に重合釜に投入し、その潜熱を利用する方法等があげられるが、工業的な設備の簡素化、冷却速度の制御の容易さの観点から、熱交換器により熱媒体を強制冷却させながら吐出する方法が好ましい。この強制冷却方法を用いると、作業性が良く、また重合釜から反応物を吐出する際に、重合釜内の樹脂の増粘や樹脂物性の吐出経時に対する変化をより効果的に抑制することができる。さらに、吐出中の樹脂温度は、軟化温度に対して30℃以上高いほうが好ましい。この温度を保つことにより、吐出する際に閉塞なく吐出することができる。   As a method of discharging while forcibly cooling the resin in the polymerization kettle, a method of forcibly cooling the heat medium with a heat exchanger, a method of forcibly cooling the heat medium as a heating source and forcibly cooling with air, or removing the heat medium A method of replacing with a pre-cooled medium, a method of continuously charging a normal temperature or cooled metal block into the polymerization kettle, a method of continuously charging a normal temperature or cooled resin into the polymerization kettle, a continuous water or other refrigerant In order to simplify the industrial equipment and ease the control of the cooling rate, the heat medium is forcibly cooled by a heat exchanger. A method of discharging is preferable. When this forced cooling method is used, workability is good, and when the reactant is discharged from the polymerization kettle, the thickening of the resin in the polymerization kettle and the change in the physical properties of the resin over time can be more effectively suppressed. it can. Furthermore, the resin temperature during discharge is preferably higher by 30 ° C. than the softening temperature. By maintaining this temperature, it is possible to discharge without blocking when discharging.

また、重合釜中の反応物を混合しながら吐出する方法としては、攪拌翼による攪拌や、ヘラなどを使用しての手動混合等の方法があるが、工業的作業性から、攪拌翼による攪拌を行い、反応物を混合しながら吐出する方法が好ましい。この混合方法を用いると、作業性が良く、また釜内の樹脂温度にムラがなくなり、樹脂温度の均一化をはかることができる。   In addition, as a method of discharging while mixing the reactants in the polymerization kettle, there are methods such as stirring with a stirring blade and manual mixing using a spatula. And a method of discharging while mixing the reactants is preferable. When this mixing method is used, workability is good, the resin temperature in the pot is not uneven, and the resin temperature can be made uniform.

攪拌翼の形状としては、十字型、パドル型、ディスクタービン型、ダブルヘリカル型、マックスブレンド、アンカー型、ファウドラー型、フルゾーン型、リボン型等があるが、釜内の樹脂温度の均一化や、縮重合反応による樹脂粘度上昇等から、マックスブレンドが好ましい。   As the shape of the stirring blade, there are cross type, paddle type, disk turbine type, double helical type, max blend, anchor type, fowler type, full zone type, ribbon type, etc. Max blend is preferable from the viewpoint of an increase in resin viscosity due to the condensation polymerization reaction.

本発明の製造方法で製造するトナー用ポリエステル樹脂の構成成分としては、2価以上の酸成分と2価以上のアルコール成分とを基本構成成分とするものである。   Constituent components of the polyester resin for toner produced by the production method of the present invention include a divalent or higher acid component and a divalent or higher alcohol component as basic constituent components.

2価以上の酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、フタル酸、セバシン酸、イソデシル琥珀酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸、およびそれらの低級アルキルエステルまたは酸無水物等が挙げられる。これらジカルボン酸の低級アルキルエステルとしては、例えば、モノメチルエステル、モノエチルエステル、ジメチルエステル、ジエチルエステル等が挙げられる。また3価以上の多価カルボン酸も使用でき、これらの多価カルボン酸としては、例えばトリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸及びこれらの酸無水物を挙げることができる。   The divalent or higher acid component includes aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, sebacic acid, isodecyl succinic acid, maleic acid, fumaric acid and adipic acid, and lower Examples thereof include alkyl esters and acid anhydrides. Examples of the lower alkyl ester of these dicarboxylic acids include monomethyl ester, monoethyl ester, dimethyl ester, diethyl ester and the like. Trivalent or higher polyvalent carboxylic acids can also be used. Examples of these polyvalent carboxylic acids include trimellitic acid, pyromellitic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, and 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid. 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid and acid anhydrides thereof.

2価以上のアルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等のジオール類、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.2)−ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAアルキレンオキシド付加物などの2価のアルコールを挙げることができる。また3価以上の多価アルコール成分として、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサテトラロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4ブタントリオール、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンなどが挙げることができる。これら酸成分及びアルコール成分は1種単独で使用しても、2種以上併用しても良い。   Examples of the dihydric or higher alcohol component include ethylene glycol, neopentyl glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, and triethylene. Diols such as glycol, polyethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylene- (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxy Propylene- (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (2.2) -polyoxyethylene- (2.0) -2,2-bis (4-hydroxy) Phenyl) propane, polyoxypropylene (6) -2,2-bis (4- Droxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (2.4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) Mention may be made of divalent alcohols such as bisphenol A alkylene oxide adducts such as propane and polyoxypropylene- (3.3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane. Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexatetralol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4- Examples include butanetriol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4butanetriol, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene. Can do. These acid components and alcohol components may be used alone or in combination of two or more.

次に、重合反応について述べる。2価以上の酸成分および2価以上のアルコール成分、さらに所望によりこれらに加えて3価以上の多価カルボン酸および/または3価以上の多価アルコール成分を反応容器に投入し、加熱昇温して、エステル化反応またはエステル交換反応を行う。エステル化反応またはエステル交換反応の温度は、150〜300℃であることが好ましい。エステル化反応またはエステル交換反応の温度が150℃以上である場合に、反応率を十分上げることができる傾向にあり、300℃以下である場合に分解反応を抑制することができる傾向にある。この反応温度の下限値は180℃以上がより好ましく、200℃以上がさらに好ましく、220℃以上が特に好ましく、240℃以上が最も好ましい。また、上限値は290℃以下がより好ましく、280℃以下が特に好ましい。   Next, the polymerization reaction will be described. A divalent or higher acid component and a divalent or higher alcohol component, and if desired, in addition to these, a trivalent or higher polyvalent carboxylic acid and / or a trivalent or higher polyhydric alcohol component are added to the reaction vessel, and the temperature is increased. Then, esterification reaction or transesterification reaction is performed. The temperature of the esterification reaction or transesterification reaction is preferably 150 to 300 ° C. When the temperature of the esterification reaction or transesterification reaction is 150 ° C. or higher, the reaction rate tends to be sufficiently increased, and when it is 300 ° C. or lower, the decomposition reaction tends to be suppressed. The lower limit of the reaction temperature is more preferably 180 ° C. or higher, further preferably 200 ° C. or higher, particularly preferably 220 ° C. or higher, and most preferably 240 ° C. or higher. The upper limit is more preferably 290 ° C. or less, and particularly preferably 280 ° C. or less.

次いで、常法に従って該反応で生じた水またはアルコールを除去する。その後引き続き重合反応を実施するが、このとき150mmHg(20kPa)以下の真空下でジオール成分を留出除去させながら縮重合を行う。縮重合反応の温度は、150〜300℃であることが好ましい。縮重合反応の温度が150℃以上である場合に、反応率を十分上げることができる傾向にあり、300℃以下である場合に分解反応を抑制することができる傾向にある。この反応温度の下限値は180℃以上がより好ましく、200℃以上がさらに好ましく、220℃以上が特に好ましい。また、上限値は290℃以下がより好ましく、280℃以下がさらに好ましく、260℃以下が特に好ましい。
また、真空度は100mmHg(13.3kPa)以下がより好ましく、50mmHg(6.7kPa)以下が特に好ましい。
Next, water or alcohol generated in the reaction is removed according to a conventional method. Subsequently, the polymerization reaction is carried out. At this time, the condensation polymerization is carried out while distilling off the diol component under a vacuum of 150 mmHg (20 kPa) or less. The temperature of the condensation polymerization reaction is preferably 150 to 300 ° C. When the temperature of the condensation polymerization reaction is 150 ° C. or higher, the reaction rate tends to be sufficiently increased, and when it is 300 ° C. or lower, the decomposition reaction tends to be suppressed. The lower limit of the reaction temperature is more preferably 180 ° C. or higher, further preferably 200 ° C. or higher, and particularly preferably 220 ° C. or higher. The upper limit is more preferably 290 ° C. or less, further preferably 280 ° C. or less, and particularly preferably 260 ° C. or less.
The degree of vacuum is more preferably 100 mmHg (13.3 kPa) or less, and particularly preferably 50 mmHg (6.7 kPa) or less.

また、エステル化反応、エステル交換反応、縮重合時に用いる触媒としては、チタンブトキサイド、ジブチルスズオキサイド、酢酸スズ、酢酸亜鉛、二硫化スズ、三酸化アンチモン、ニ酸化ゲルマニウム等の公知の触媒を用いることができる。   In addition, as a catalyst used for esterification reaction, transesterification reaction, and condensation polymerization, a known catalyst such as titanium butoxide, dibutyltin oxide, tin acetate, zinc acetate, tin disulfide, antimony trioxide, germanium dioxide, or the like is used. be able to.

また、架橋構造を有するポリエステル樹脂を製造する場合には、高真空下で脂肪族ジオール成分を留出除去させながら縮重合を進めてゆく過程で、ゲル化反応が生じ反応系内の粘度が急激に上昇するので、この粘度上昇に対応しながら、反応系内の真空度を調整してゲル化反応を制御するのが好ましく、所望の粘度に到達した時に反応系内の圧力を常圧に戻し、強制冷却及び攪拌をさせながら、窒素により加圧して重合釜より樹脂を吐出することが好ましい。   In the case of producing a polyester resin having a cross-linked structure, a gelation reaction occurs and the viscosity in the reaction system rapidly increases in the process of proceeding the condensation polymerization while distilling and removing the aliphatic diol component under high vacuum. Therefore, it is preferable to control the gelation reaction by adjusting the degree of vacuum in the reaction system while responding to this increase in viscosity. When the desired viscosity is reached, the pressure in the reaction system is returned to normal pressure. It is preferable to discharge the resin from the polymerization kettle by applying pressure with nitrogen while forced cooling and stirring.

重合釜のスケールとしては、各スケールがあるが、吐出時間や重合釜冷却速度、攪拌翼の攪拌スピード等から、10t/釜以下のスケールが好ましい。   Although there are various scales for the polymerization kettle, a scale of 10 t / kettle or less is preferable from the viewpoint of discharge time, polymerization kettle cooling speed, stirring speed of stirring blades, and the like.

また、本発明の製造方法が、最も効果を発現するトナー用ポリエステル樹脂としては、3価以上の多価カルボン酸および/または3価以上の多価アルコール成分が5〜50モル、2価以上のアルコール成分が120〜140モル、軟化温度範囲が130〜150℃、縮重合反応温度が220〜240℃、吐出開始温度が220〜240℃である。   Further, the polyester resin for a toner in which the production method of the present invention exhibits the most effect is a trivalent or higher polyvalent carboxylic acid and / or a trivalent or higher polyhydric alcohol component in an amount of 5 to 50 mol, divalent or higher. The alcohol component is 120 to 140 mol, the softening temperature range is 130 to 150 ° C, the condensation polymerization reaction temperature is 220 to 240 ° C, and the discharge start temperature is 220 to 240 ° C.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例におよび比較例における性能評価は以下の方法を用いて行った。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. In addition, the performance evaluation in the Example and the comparative example was performed using the following method.

・樹脂の評価方法
(1)軟化温度(℃)
島津製作所(株)製フローテスターCFT−500を用いて1mmφ×10mmのノズル、荷重294N(30kgf)、昇温速度3℃/minの等速昇温下で測定した時、サンプル1.0g中の1/2が流出した時の温度を軟化温度とした。
・ Resin evaluation method (1) Softening temperature (℃)
When using a flow tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation with a 1 mmφ × 10 mm nozzle, a load of 294 N (30 kgf), and a constant temperature increase rate of 3 ° C./min, a sample of 1.0 g The temperature at which 1/2 flowed out was defined as the softening temperature.

(2)経時変化
吐出開始から終了まで1時間毎に樹脂サンプリングし、軟化温度を測定、以下の基準で判断した。
○(良好) :軟化温度の差が2℃未満
△(可能) :軟化温度の差が2℃以上4℃未満
×(不可能):軟化温度の差が4℃以上
(2) Change with time Resin was sampled every hour from the start to the end of discharge, the softening temperature was measured, and judged according to the following criteria.
○ (Good): Difference in softening temperature is less than 2 ° C Δ (Possible): Difference in softening temperature is 2 ° C or more and less than 4 ° C

(3)トナー評価
ポリエステル樹脂を93質量部、キナクリドン顔料(クラリアント社製E02)3質量部、カルナバワックス(東洋ペトロライド社製)3質量部、負帯電性の荷電制御剤(オリエント化学社製E−84)1質量部を使用し、ヘンシェルミキサーで30分間混合した。次いで、得られた混合物を150℃〜200℃内の温度で2軸混練機で溶融混練した。混練後、冷却してトナー塊を得、ジェットミル微粉砕機で微粉砕し、分級機でトナーの粒径を整え、粒径を5μmとした。得られた微粉末100質量部に対して、0.25質量部のシリカ(日本アエロジル社製R−972)を加え、ヘンシェルミキサーで混合して付着させ、最終的にトナーを得た。このトナーを0.5mg/cmのトナー濃度にて4.5cm×15cmのベタ画像を印刷した。このベタ画像紙をシリコーンオイルが塗布されていない定着ローラーを有し、ローラー速度100mm/秒、温度170℃に設定したプリンター(カシオ計算機(株)製 SPEEDIA N4−614)にて定着させ、以下の基準で判断した。
○(良好):ホットオフセット(HOS)、コールドオフセット(COS)ともに発生しない
×(劣る):ホットオフセット(HOS)および/またはコールドオフセット(COS)が発生する
(3) Toner Evaluation 93 parts by weight of polyester resin, 3 parts by weight of quinacridone pigment (E02 manufactured by Clariant), 3 parts by weight of carnauba wax (manufactured by Toyo Petroride), negative charge control agent (E-, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 84) One part by mass was mixed with a Henschel mixer for 30 minutes. Subsequently, the obtained mixture was melt-kneaded with a twin-screw kneader at a temperature in the range of 150 ° C to 200 ° C. After kneading, the mixture was cooled to obtain a toner lump, finely pulverized with a jet mill fine pulverizer, and the particle size of the toner was adjusted with a classifier to make the particle size 5 μm. To 100 parts by mass of the fine powder obtained, 0.25 part by mass of silica (R-972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was added, mixed and adhered with a Henschel mixer, and finally a toner was obtained. A solid image of 4.5 cm × 15 cm was printed with this toner at a toner concentration of 0.5 mg / cm 2 . This solid image paper was fixed with a printer (SPEDIA N4-614, manufactured by Casio Computer Co., Ltd.) having a fixing roller not coated with silicone oil, a roller speed of 100 mm / second, and a temperature of 170 ° C. Judged by criteria.
○ (Good): Neither hot offset (HOS) nor cold offset (COS) occurs × (Inferior): Hot offset (HOS) and / or cold offset (COS) occurs

実施例1
マックスブレンド攪拌翼、蒸留塔、釜内温度検出端、温度計、窒素ガス導入管、コンデンサー、真空装置、真空計、トルク計、吐出口、熱交換器を備えた容積4mの重合釜に、表1に示す仕込み組成にて、モノマー成分を2000kg仕込んだ。さらに重合触媒として、1000ppmの三酸化アンチモンを添加した。次いで、重合釜中の攪拌翼の回転数を120rpmに保ち、熱媒ジャケットにより昇温を開始し、反応系内の温度を265℃になるように加熱し、この温度を保持した。反応系から水が留出し、エステル化反応が開始してから約7時間後、水の留出がなくなり、反応を終了した。
Example 1
In a polymerization kettle with a volume of 4 m 3 equipped with a Max blend stirring blade, distillation tower, temperature detection end in the kettle, thermometer, nitrogen gas introduction pipe, condenser, vacuum device, vacuum gauge, torque meter, discharge port, heat exchanger, With the charging composition shown in Table 1, 2000 kg of monomer components were charged. Further, 1000 ppm of antimony trioxide was added as a polymerization catalyst. Next, the number of revolutions of the stirring blade in the polymerization kettle was kept at 120 rpm, the temperature was raised by the heat medium jacket, and the temperature in the reaction system was heated to 265 ° C., and this temperature was maintained. Water was distilled from the reaction system, and about 7 hours after the start of the esterification reaction, the water was not distilled and the reaction was completed.

次いで、反応系内の温度を230℃まで下げ、重合釜内を約1時間かけて1kPaまで減圧し、反応系からジオール成分を留出させながら縮重合反応を行った。減圧開始から約2時間後に反応とともに反応系の粘度が上昇してきたため、真空度を10kPaまで下げ反応を続けた。減圧開始から4時間経過後、反応系を常圧に戻した。
次いで、熱交換器の循環水の流量を6m/h、出側の循環水温度を20℃に設定して熱媒体の強制冷却を開始した。攪拌翼の回転数を6rpmで攪拌を行い、吐出速度400kg/hにて、窒素により加圧して吐出口より釜内樹脂の吐出を開始した。吐出しながら冷却ベルトにて樹脂を挟み、ピンクラッシャーで粉砕を行った。吐出開始から1時間毎に釜内の樹脂温度を測定するとともに、粉砕した樹脂をサンプリングし、それぞれの吐出経時の樹脂の軟化温度測定と、この樹脂を用いたトナー評価を行った。結果を表1に示す。
Next, the temperature in the reaction system was lowered to 230 ° C., the pressure in the polymerization vessel was reduced to 1 kPa over about 1 hour, and a condensation polymerization reaction was carried out while distilling the diol component from the reaction system. About 2 hours after the start of decompression, the viscosity of the reaction system increased with the reaction, so the degree of vacuum was lowered to 10 kPa and the reaction was continued. After 4 hours from the start of decompression, the reaction system was returned to normal pressure.
Next, the flow rate of circulating water in the heat exchanger was set to 6 m 3 / h, the circulating water temperature on the outlet side was set to 20 ° C., and forced cooling of the heat medium was started. Stirring was carried out at a rotation speed of 6 rpm and the pressure was applied with nitrogen at a discharge speed of 400 kg / h, and discharge of the resin in the kettle was started from the discharge port. While discharging, the resin was sandwiched between cooling belts and pulverized with a pink lasher. The temperature of the resin in the kettle was measured every hour from the start of discharge, the pulverized resin was sampled, and the softening temperature of the resin during each discharge was measured, and toner evaluation using this resin was performed. The results are shown in Table 1.

実施例2
ポリエステル樹脂の製造に用いる無水トリメリット酸の仕込み組成を18モルに変更した以外は実施例1と同様の方法でポリエステル樹脂の製造を行った。結果を表1に示す。
Example 2
A polyester resin was produced in the same manner as in Example 1 except that the charge composition of trimellitic anhydride used for the production of the polyester resin was changed to 18 mol. The results are shown in Table 1.

実施例3
ポリエステル樹脂の製造に用いる無水トリメリット酸の仕込み組成を25モルに変更した以外は実施例1と同様にポリエステル樹脂の製造を行った。結果を表1に示す。
Example 3
A polyester resin was produced in the same manner as in Example 1 except that the charge composition of trimellitic anhydride used for the production of the polyester resin was changed to 25 mol. The results are shown in Table 1.

実施例4
強制冷却に用いる熱交換器の循環水の流量を4m/hに変更した以外は実施例1と同様にポリエステル樹脂の製造を行った。結果を表2に示す。
実施例5
吐出時に攪拌を行わなかった以外は実施例1と同様にポリエステル樹脂の製造を行った。結果を表2に示す。
実施例6
吐出弁の開度を小さくし、吐出速度を286kg/hにした以外は実施例1と同様にポリエステル樹脂の製造を行った。結果を表2に示す。
Example 4
A polyester resin was produced in the same manner as in Example 1 except that the flow rate of circulating water in the heat exchanger used for forced cooling was changed to 4 m 3 / h. The results are shown in Table 2.
Example 5
A polyester resin was produced in the same manner as in Example 1 except that stirring was not performed during discharge. The results are shown in Table 2.
Example 6
A polyester resin was produced in the same manner as in Example 1 except that the opening of the discharge valve was reduced and the discharge speed was 286 kg / h. The results are shown in Table 2.

比較例1
強制冷却を行わず、加熱源を遮断し放冷による自然冷却にて冷却した以外は実施例1と同様にポリエステルの製造を行った。結果を表3に示す。
Comparative Example 1
Polyester was produced in the same manner as in Example 1 except that forced cooling was not performed and the heating source was shut off and cooling was performed by natural cooling by standing to cool. The results are shown in Table 3.

比較例2
縮重合反応温度を250℃に変更した以外は比較例1と同様にポリエステル樹脂の製造を行った。結果を表3に示す。
Comparative Example 2
A polyester resin was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the condensation polymerization reaction temperature was changed to 250 ° C. The results are shown in Table 3.

比較例3
釜内の樹脂温度の冷却速度が150℃/hとなるように、強制冷却に用いる熱交換器の循環水の流量を100m/hに変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂の製造を行った。
釜内樹脂温度が170℃近辺から吐出口の閉塞がみられ、吐出開始から24分までは可能であったが、24分以降(釜内樹脂温度170℃未満)は吐出できず、釜内に樹脂が残った。
Comparative Example 3
The polyester resin is the same as in Example 1 except that the flow rate of circulating water in the heat exchanger used for forced cooling is changed to 100 m 3 / h so that the cooling rate of the resin temperature in the kettle is 150 ° C./h. Manufactured.
The discharge port was clogged when the temperature inside the pot was around 170 ° C, and it was possible up to 24 minutes from the start of discharge, but after 24 minutes (the temperature inside the pot was less than 170 ° C), it could not be discharged, Resin remained.

実施例、比較例により以下のことが判明した。
1)実施例1〜6の強制冷却をしながら反応物を重合釜から吐出させて製造したポリエステル樹脂は、いずれも吐出経時に対する樹脂の軟化温度の変化が小さく、また得られたポリエステル樹脂を含むトナーは良好な定着特性を示した。
2)強制冷却により、冷却速度を10℃/hとした実施例1は、特に吐出経時に対する軟化温度の変化が小さかった。
3)吐出中に攪拌を実施した実施例1で製造したポリエステル樹脂は、攪拌を実施しなかった実施例5のポリエステル樹脂に比べ、特に吐出経時に対する樹脂の軟化温度の変化が小さかった。
The following was found from the examples and comparative examples.
1) The polyester resins produced by discharging the reactants from the polymerization kettle while forcedly cooling in Examples 1 to 6 each have a small change in the softening temperature of the resin with respect to discharge time, and include the obtained polyester resins. The toner showed good fixing properties.
2) In Example 1 in which the cooling rate was set to 10 ° C./h by forced cooling, the change in the softening temperature with respect to discharge time was particularly small.
3) The polyester resin produced in Example 1 in which stirring was performed during discharge had a smaller change in the softening temperature of the resin particularly with respect to discharge time than the polyester resin in Example 5 in which stirring was not performed.

4)架橋性成分である無水トリメリット酸の仕込み組成を12モル%および18モル%とした実施例1および2は、特に吐出経時に対する樹脂の軟化温度の変化が小さかった。
5)実施例6は、釜内樹脂温度が168℃近辺から吐出口の閉塞がみられ、吐出開始から6時間までは可能であったが、6時間以降(釜内樹脂温度168℃未満)は吐出ができず、釜内に樹脂が残った。
4) In Examples 1 and 2 in which the charge composition of trimellitic anhydride, which is a crosslinkable component, was 12 mol% and 18 mol%, the change in the softening temperature of the resin particularly with respect to discharge time was small.
5) In Example 6, the discharge port was clogged from around 168 ° C. in the pot, and it was possible up to 6 hours from the start of discharge, but after 6 hours (less than 168 ° C. resin temperature in the pot) Discharge was not possible and resin remained in the pot.

6)吐出中、冷却速度が0.5℃/hとなった比較例1で得られたポリエステル樹脂は、吐出経時に対する樹脂の軟化温度の変化が大きく、特に吐出開始から3時間以降に吐出し回収した樹脂は、これを含むトナーを用いた定着試験において、コールドオフセットが発生し、トナー用バインダー樹脂として必要となる定着特性が得られないため工業的利用価値が低かった。 6) During the discharge, the polyester resin obtained in Comparative Example 1 having a cooling rate of 0.5 ° C./h has a large change in the softening temperature of the resin with respect to discharge time, and is discharged particularly after 3 hours from the start of discharge. The recovered resin has a low industrial utility value because a cold offset occurs in a fixing test using a toner containing the resin and a fixing characteristic required as a binder resin for a toner cannot be obtained.

7)縮重合反応温度を250℃とし、釜内の樹脂温度の冷却速度が0.5℃/hである比較例2で得られたポリエステル樹脂は、吐出経時に対する樹脂の軟化温度の変化が大きく、特に吐出開始から2時間以降に吐出し回収した樹脂は、これを含むトナーを用いた定着試験において、ホットオフセットが発生し、トナー用バインダー樹脂として必要となる定着特性が得られないため工業的利用価値が低かった。
8)釜内の樹脂温度の冷却速度が150℃/hとなる比較例3では、吐出中に吐出口の閉塞が発生し、安定した吐出ができなかったため、生産性の観点から工業的利用価値が低い。
7) The polyester resin obtained in Comparative Example 2 in which the condensation polymerization reaction temperature is 250 ° C. and the cooling rate of the resin temperature in the kettle is 0.5 ° C./h has a large change in the softening temperature of the resin with the passage of time. In particular, the resin discharged and recovered after 2 hours from the start of discharge is industrially used because a hot offset occurs in a fixing test using a toner containing the resin, and fixing characteristics required as a binder resin for toner cannot be obtained. The utility value was low.
8) In Comparative Example 3 in which the cooling rate of the resin temperature in the kettle is 150 ° C./h, the discharge port is clogged during discharge and stable discharge cannot be performed. Is low.

Figure 2007293123
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Figure 2007293123
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Figure 2007293123
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Claims (2)

2価以上の酸成分と2価以上のアルコール成分を反応させてポリエステル樹脂を製造する方法において、重合釜内の樹脂を1〜100℃/h以下の冷却速度で強制冷却しながら、反応物を重合釜から吐出させることを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。   In the method for producing a polyester resin by reacting a divalent or higher acid component and a divalent or higher alcohol component, while the resin in the polymerization vessel is forcibly cooled at a cooling rate of 1 to 100 ° C./h or lower, A method for producing a polyester resin for toner, wherein the polyester resin is discharged from a polymerization kettle. 重合釜中の反応物を混合しながら、吐出させることを特徴とする請求項1記載のトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。   2. The method for producing a polyester resin for toner according to claim 1, wherein the reactants in the polymerization vessel are discharged while being mixed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010237399A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Sanyo Chem Ind Ltd Method for manufacturing polyester resin for toner

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