JPH08208729A - Free-radical polymerizing method and preparation of toner - Google Patents

Free-radical polymerizing method and preparation of toner

Info

Publication number
JPH08208729A
JPH08208729A JP30395695A JP30395695A JPH08208729A JP H08208729 A JPH08208729 A JP H08208729A JP 30395695 A JP30395695 A JP 30395695A JP 30395695 A JP30395695 A JP 30395695A JP H08208729 A JPH08208729 A JP H08208729A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
free radical
mixture
resin
toner
reagent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP30395695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Karen A Moffat
エイ.モファト カレン
Peter M Kazmaier
エム.カツマイアー ピーター
Michael K Georges
ケイ.ジョージス マイケル
Gordon K Hamer
ケイ.ハマー ゴードン
Richard P N Veregin
ピー.エヌ.ヴェレジン リチャード
Marko D Saban
ディー.サバン マーコ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
Publication of JPH08208729A publication Critical patent/JPH08208729A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a free-radical polymn. process for producing a thermoplastic resin having a narrow polydispersity and useful as a toner resin material by adopting a free-radical polymn. process using an ultrasonic energy and enabling the selection of a low temp.
SOLUTION: The process comprises heating a mixture comprising a free- radical initiator, a stable free-radical reagent, and at least one polymerizable monomer to about 40-100°C under exposure to an ultrasonic wave, cooling the resulting product, if necessary isolating the resulting thermoplastic resin, and washing and drying the product or resin. The stable free-radical reagent is pref. 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy (TEMPO) and is used in a molar ratio to the initiator of about 2.5-0.5. The process can be repeated many times by adding one or more kinds of monomers stepwise and can from a mixture of a resin of a single modality by changing the amts. of the initiator and the free-radical reagent.
COPYRIGHT: (C)1996,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、単独重合体、ラン
ダム共重合体、ブロック共重合体、機能活性化重合体等
を含む重合体の調製方法に関し、更に詳しくは、重合方
法およびこれにより形成される重合体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for preparing a polymer including a homopolymer, a random copolymer, a block copolymer, a functionally activated polymer and the like, more specifically, a polymerization method and a method for forming the same. The polymer is

【0002】[0002]

【発明の背景】本発明は、狭い多分散性(polydispersi
ties)、すなわちMwを重量平均分子量としMnを数平
均分子量とした場合に比率Mw/Mnによって示される
狭い分子量分布と、容易に調節可能なモダリティ(modal
ity)とを有する1または複数の熱可塑性重合体樹脂を少
なくとも1つの単量体化合物から生成する、安定なフリ
ーラジカルで緩和された方法であって、全ての重合体鎖
形成が略同時に開始される条件下で、超音波放射の存在
下に、フリーラジカル開始剤と、安定なフリーラジカル
試薬と、少なくとも1つの重合性単量体化合物との混合
物を加熱し、混合物を冷却して重合を有効に停止させ、
熱可塑性樹脂生成物を単離し、必要に応じて重合体樹脂
生成物を洗浄して乾燥させることを含む方法に関する。
ある態様における本発明の方法では、温度を低く、例え
ば約40〜約100℃とすることができる。ある態様に
おける本発明の方法によって生成された重合体樹脂は、
本質的に単一モダリティ(monomodal) であり、加熱およ
び超音波放射工程、すなわち開始および重合の組合せ工
程を繰り返すある態様において、単一モダリティの重合
体樹脂(すなわち狭い多分散性および既知または選択可
能なモダリティの両者の特性を有する組成的に同一の樹
脂の種類)の混合物を取得する手段が提供される。ある
態様においては、本発明の方法により、数キログラムま
たはより大きい規模の塊状または正味のフリーラジカル
重合方法を行う手段が提供される。前記したある態様
は、1つまたは単一のポット反応器環境で実施すること
ができる。更に、ある態様においては、重合体鎖の成長
が疑似リビング(pseudoliving)機構によって進行し、
例えば約1.05〜約1.95の狭い分子量分布または
多分散性を維持しながら、極めて低いものから極めて高
いものまで、例えば約2,000未満から約300,000 までの
種々の分子量の熱可塑性樹脂を提供することができ、単
量体から重合体への変換率(conversion)は高く、例え
ば少なくとも約50%であり、更に詳しくは約50〜約
99乃至100%である。更に、ある態様においては、
前記した安定なフリーラジカルで緩和されたフリーラジ
カル重合方法によってブロック共重合体を合成すること
ができ、形成されるそれぞれのブロックは、例えば反応
した単量体によって長さが十分に特定されており、形成
されたブロックのそれぞれは狭い分子量分布を有し、ブ
ロック共重合体は実質的に100%ブロック共重合体で
あって、第2の単量体の単独重合体の形成は混在してい
ない。なお、第2のブロック単量体の単独重合体の形成
は、ここで言及するオツの(Otsu's)イニファータ(ini
ferter) の従来技術のような他の従来技術で生起する可
能な競合する反応である。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is directed to narrow polydispersi.
ties), that is, where Mw is the weight average molecular weight and Mn is the number average molecular weight, the narrow molecular weight distribution shown by the ratio Mw / Mn and the easily adjustable modalities.
a stable free-radical relaxed method for producing one or more thermoplastic polymer resins having at least one Under conditions of ultrasonic radiation, heating a mixture of a free radical initiator, a stable free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound, and cooling the mixture to effect polymerization. To stop
It relates to a method comprising isolating a thermoplastic resin product, optionally washing and drying the polymer resin product.
In the method of the present invention in one aspect, the temperature can be low, for example about 40 to about 100 ° C. The polymeric resin produced by the method of the present invention in one aspect comprises:
In one embodiment, which is essentially a monomodal and repeats the heating and sonication steps, ie, the combined initiation and polymerization steps, a single modality of polymer resin (ie narrow polydispersity and known or selectable) There is provided a means of obtaining a mixture of compositionally identical resin types) having both properties of different modalities. In some embodiments, the methods of the present invention provide a means for conducting bulk or net free radical polymerization processes on the order of kilograms or larger. Certain embodiments described above can be carried out in a single or single pot reactor environment. Further, in some embodiments, polymer chain growth proceeds by a pseudoliving mechanism,
Provide thermoplastics of various molecular weights, from very low to very high, eg from less than about 2,000 to about 300,000, while maintaining a narrow molecular weight distribution or polydispersity, eg from about 1.05 to about 1.95. The conversion of monomer to polymer is high, for example at least about 50%, and more particularly from about 50 to about 99-100%. Further, in some embodiments,
Block copolymers can be synthesized by the stable free radical-relaxed free radical polymerization method described above, and each block formed is sufficiently specified in length by the reacted monomer, for example. , Each of the formed blocks has a narrow molecular weight distribution, the block copolymer is substantially 100% block copolymer, and the formation of the homopolymer of the second monomer is not mixed. . The formation of the homopolymer of the second block monomer is carried out by the Otsu's iniferter (ini
ferter) is a possible competing reaction that occurs in other prior art, such as that of ferter).

【0003】米国特許第5322912号では、熱可塑
性樹脂を調製するためのフリーラジカル法が例証されて
いる。
US Pat. No. 5,322,912 exemplifies a free radical method for preparing thermoplastics.

【0004】経済的で大規模化可能なフリーラジカル重
合技術による、狭い多分散性の重合体樹脂の調製のため
の方法に対する必要性があり、この重合体は、従来技術
によるフリーラジカル重合の方法論に随伴するゲル形
成、発熱、容量に制限のある多段階反応系、精製、重合
体鎖生成物の性能特性等の問題を回避しながら、例えば
硬度、低いゲル含有量、加工性、透明性、高い光沢永続
性等のその望ましい物理的性質の多くまたは全てを保持
するものである。また、本発明の方法を用いれば、低い
温度を選択することができ、重合の速度を増加させるこ
とができるため、例えば約90%以上の変換率を達成す
るのに必要な反応時間は、超音波放射を用いることによ
って、6〜7時間未満、好ましくは約3〜5時間であ
る。
There is a need for a method for the preparation of narrow polydisperse polymeric resins by an economical and scalable free radical polymerization technique, which polymer is a prior art methodology for free radical polymerization. While avoiding problems such as gel formation, heat generation, multi-step reaction system with limited capacity, purification, performance characteristics of polymer chain products, etc., such as hardness, low gel content, processability, transparency, It retains many or all of its desirable physical properties, such as high gloss durability. Also, with the method of the present invention, lower temperatures can be selected and the rate of polymerization can be increased, so that, for example, the reaction time required to achieve a conversion of greater than about 90% is By using sonication, it is less than 6-7 hours, preferably about 3-5 hours.

【0005】本発明の熱可塑性樹脂生成物は、多数の用
途、例えばトナー、現像剤のために、更に詳しくは静電
写真画像形成方法のためのトナー樹脂として選択するこ
とができ、また単一モダリティまたはそれぞれのブロッ
ク成分内の狭い分子量分布を有する単一モダリティの狭
い分子量の樹脂またはブロック共重合体の混合物は、例
えば熱可塑性フィルムおよびコーティング技術において
適切である。
The thermoplastic resin product of the present invention can be selected for a number of applications, such as toners, developers, and more particularly as a toner resin for electrostatographic imaging processes, and is a single resin. Mixtures of single modality narrow molecular weight resins or block copolymers having a narrow molecular weight distribution within the modality or respective block component are suitable, for example, in thermoplastic film and coating technology.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、超音
波エネルギーを用い、低い温度、例えば約40〜約10
0、更に詳しくは約50〜約70℃を選択することので
きる、狭い多分散性の単独重合体または共重合体熱可塑
性樹脂生成物を与えるフリーラジカル重合反応系を提供
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to use ultrasonic energy at low temperatures, such as about 40 to about 10.
It is to provide a free radical polymerization reaction system which gives a narrow polydisperse homopolymer or copolymer thermoplastic resin product which can be selected from 0, more particularly from about 50 to about 70 ° C.

【0007】本発明の他の目的は、超音波エネルギーを
用い、単量体を重合体へと重合させるのに必要な時間を
低減させるよう重合の速度を増加させる、狭い多分散性
の単独重合体または共重合体熱可塑性樹脂生成物を与え
るフリーラジカル重合反応系を提供することである。
Another object of this invention is the use of ultrasonic energy to increase the rate of polymerization so as to reduce the time required to polymerize the monomers into the polymer, a narrow polydisperse single polymer. It is an object of the present invention to provide a free radical polymerization reaction system which gives a combined or copolymer thermoplastic resin product.

【0008】本発明の他の目的は、重合体樹脂の多分散
性を広げることなく反応の速度を少なくとも3倍増加さ
せるために、約100:1〜約1:1の範囲、好ましく
は約20:1〜約5:1の範囲の安定なフリーラジカル
対有機酸の分子比で、少量の有機酸の添加を選択するこ
とができることであり、酸は、例えばスルホン酸、リン
酸、または安息香酸のようなカルボン酸、樟脳スルホン
酸を含むものとし、更にニトロキシド(nitroxide )安
定ラジカルを含み、これは、酸性の官能基、例えば2,2,
5,5-テトラメチル-3- カルボキシル-1- ピロリジニロキ
シを含有するものとする。
Another object of this invention is in the range of about 100: 1 to about 1: 1 and preferably about 20 to increase the rate of reaction by at least a factor of 3 without broadening the polydispersity of the polymer resin. It is possible to choose the addition of small amounts of organic acids with a stable free radical to organic acid molecular ratio in the range of: 1 to about 5: 1, where the acid is, for example, sulfonic acid, phosphoric acid, or benzoic acid. Such as carboxylic acid, camphor sulphonic acid, and further contains nitroxide stable radicals, which have acidic functional groups such as 2,2,
It shall contain 5,5-tetramethyl-3-carboxyl-1-pyrrolidinyloxy.

【0009】本発明の他の目的は、重合方法を使用して
樹脂を調製することであり、その方法では、成長する単
独重合体または共重合体の鎖の分子量が、重合反応の全
時間期間に渡って増加し、時間または数平均分子量に対
する単量体から重合体への重合の%変換率または程度
が、略一次である、すなわちTrommsdorff 効果を伴うこ
となく重合過程が生起する。
Another object of the present invention is to prepare a resin using a polymerization process in which the molecular weight of the growing homopolymer or copolymer chain is determined over the entire time period of the polymerization reaction. The% conversion or degree of polymerization of the monomer to polymer over time or number average molecular weight is approximately linear, ie the polymerization process occurs without the Trommsdorff effect.

【0010】本発明の目的は、約1.05〜約1.9
5、好ましくは約1.1〜約1.6のMw/Mn比率を
有する樹脂を、低い温度、好ましくは約40〜約100
℃で調製する方法であって、例えば少なくとも50%、
また約50〜約100、または50〜95%の高い単量
体から重合体への変換率を可能とする樹脂の調製方法を
提供することである。
The object of the present invention is from about 1.05 to about 1.9.
5, preferably a resin having a Mw / Mn ratio of about 1.1 to about 1.6, at a low temperature, preferably about 40 to about 100.
A method of preparing at ℃, for example, at least 50%,
Another object of the present invention is to provide a method for preparing a resin which enables a high monomer-to-polymer conversion rate of about 50 to about 100, or 50 to 95%.

【0011】更に、本発明の他の目的は、単独重合体、
例えばスチレンの単独重合体、ランダム共重合体、ブロ
ック共重合体、多ブロック共重合体等、例えば特にスチ
レンアクリレート、スチレンメタクリレート、スチレン
ブタジエンを取得するための安定なフリーラジカル重合
方法を提供することであり、一般にA、AA、AB、B
A、AAA、ABA、BAB、AABBAB、ABC、
単独重合体および共重合体を、本発明の方法によりその
種々のある態様において取得することができるものとす
る。
Still another object of the present invention is to provide a homopolymer,
By providing a stable free radical polymerization process for obtaining, for example, styrene homopolymers, random copolymers, block copolymers, multiblock copolymers, etc., such as styrene acrylate, styrene methacrylate, styrene butadiene, among others. Yes, generally A, AA, AB, B
A, AAA, ABA, BAB, AABBAB, ABC,
It is intended that homopolymers and copolymers can be obtained by the method of the present invention in its various aspects.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的お
よび他の目的は、超音波放射を用いて低い温度で行うフ
リーラジカル重合方法によるある態様により、達成する
ことができる。更に詳しくは、本発明の方法は、フリー
ラジカル重合方法から構成され、低い温度および超音波
エネルギーの存在下で、フリーラジカル開始剤と、安定
なフリーラジカル試薬と、少なくとも1つの重合性単量
体化合物との混合物を加熱し、単量体から重合体への高
い変換率を有する1または複数の熱可塑性樹脂を形成
し、混合物を冷却し、必要に応じて1または複数の熱可
塑性樹脂を単離し、必要に応じて1または複数の熱可塑
性樹脂を洗浄して乾燥させることを含み、1または複数
の熱可塑性樹脂は、例えば約1.05〜約1.95、好
ましくは約1.1〜約1.6の狭い多分散性を有するも
のとなる。
These and other objects of the present invention can be accomplished by certain embodiments of the free radical polymerization process using ultrasonic radiation at low temperatures. More specifically, the process of the present invention comprises a free radical polymerization process, wherein a free radical initiator, a stable free radical reagent, and at least one polymerizable monomer are present in the presence of low temperature and ultrasonic energy. The mixture with the compound is heated to form one or more thermoplastics having a high conversion of monomer to polymer, the mixture is cooled and, if necessary, one or more thermoplastics are added. Separating, optionally washing and drying one or more thermoplastic resins, wherein the one or more thermoplastic resins are, for example, from about 1.05 to about 1.95, preferably from about 1.1 to It has a narrow polydispersity of about 1.6.

【0013】本発明は、正確には、熱可塑性樹脂の調製
のためのフリーラジカル重合方法において、フリーラジ
カル開始剤と、安定なフリーラジカル試薬と、少なくと
も1つの重合性単量体化合物との混合物を加熱し、前記
加熱は、超音波放射の存在下で約40〜約100℃の温
度で行うものとし、前記混合物を冷却し、必要に応じて
前記熱可塑性樹脂を単離し、前記熱可塑性樹脂を洗浄し
て乾燥させることを含むことを特徴とする熱可塑性樹脂
の調製のためのフリーラジカル重合方法である。
To be precise, the present invention provides a mixture of a free radical initiator, a stable free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound in a free radical polymerization process for the preparation of thermoplastics. Heating, said heating being carried out in the presence of ultrasonic radiation at a temperature of from about 40 to about 100 ° C., cooling said mixture, optionally isolating said thermoplastic resin, said thermoplastic resin Is a free radical polymerization method for the preparation of a thermoplastic resin, comprising:

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明のある態様は、熱可塑性樹
脂の調製のためのフリーラジカル重合方法に向けられて
おり、これはフリーラジカル開始剤と、安定なフリーラ
ジカル試薬と、少なくとも1つの重合性単量体化合物と
を含む第1の混合物を加熱して第1の中間生成物樹脂を
形成し、必要に応じて第1の混合物を冷却し、第1の中
間生成物樹脂に対し、フリーラジカル開始剤と、安定な
フリーラジカル試薬と、少なくとも1つの重合性単量体
化合物とを含む第2の混合物を添加し、ここで、第2の
混合物の1または複数の重合性単量体は、第1の混合物
の1または複数の重合性単量体と同一であり、第2の混
合物のフリーラジカル開始剤および安定なフリーラジカ
ル試薬は、第1の混合物のフリーラジカル開始剤および
安定なフリーラジカル試薬と同一または異なり、かくし
て組み合わされた混合物を形成し、組み合わされた化合
物を低い温度で超音波エネルギーの存在下に加熱し、第
1の中間生成物樹脂と添加した第2の1または複数の単
量体とから形成された第1の生成物樹脂と、第2の1ま
たは複数の単量体から形成された第2の生成物樹脂とか
らなる熱可塑性樹脂の混合物を含む第3の混合物を形成
し、第3の混合物を冷却し、必要に応じて第3の混合物
から熱可塑性生成物樹脂の混合物を単離し、必要に応じ
て熱可塑性樹脂の混合物を洗浄して乾燥させることを含
み、上記第1の生成物樹脂および第2の生成物樹脂は、
それぞれ狭い多分散性を有し、上記熱可塑性樹脂の混合
物は、約1〜約2に等しいモダリティを有する。所望に
応じて、最終的な冷却および単離工程に先だって、1ま
たは複数の単量体と、フリーラジカル開始剤と、安定な
フリーラジカル試薬との有効量の新鮮なまたは新しい混
合物を後に添加することにより、例えば約3〜約20の
高いモダリティを好都合に達成することができる。
One aspect of the present invention is directed to a free radical polymerization process for the preparation of thermoplastics, which comprises a free radical initiator, a stable free radical reagent, and at least one A first mixture containing a polymerizable monomer compound is heated to form a first intermediate product resin, and the first mixture is cooled if necessary, and the first intermediate product resin is A second mixture comprising a free radical initiator, a stable free radical reagent, and at least one polymerizable monomer compound is added, wherein the one or more polymerizable monomers of the second mixture. Is the same as the one or more polymerizable monomers of the first mixture, and the free radical initiator and the stable free radical reagent of the second mixture are the same as the free radical initiator and the stable radical of the first mixture. Free radio The same or different than the reagent and thus forming a combined mixture, heating the combined compound at low temperature in the presence of ultrasonic energy and adding a first intermediate resin with a second one or more A third product resin formed of a first product resin formed of a second monomer and a second product resin formed of a second one or more monomers; Forming a mixture, cooling the third mixture, optionally isolating the mixture of thermoplastic product resin from the third mixture, optionally washing and drying the mixture of thermoplastic resins. Including the first product resin and the second product resin,
Each having a narrow polydispersity, the mixture of thermoplastics has a modality equal to about 1 to about 2. If desired, an effective amount of fresh or fresh mixture of one or more monomers, a free radical initiator and a stable free radical reagent is subsequently added prior to the final cooling and isolation steps. Thereby, a high modality, for example about 3 to about 20, can be conveniently achieved.

【0015】更に、本発明のある態様では、1または複
数のブロック共重合体熱可塑性樹脂の調製のためのフリ
ーラジカル重合方法が提供され、これは約40〜約10
0℃の低い温度で超音波エネルギーの存在下に、フリー
ラジカル開始剤と、安定なフリーラジカル試薬と、少な
くとも1つの重合性単量体化合物とを含む第1の混合物
を加熱して第1の中間生成物樹脂を形成し、第1の混合
物を冷却し、第1の中間生成物樹脂を単離し、第1の中
間生成物樹脂に対し、少なくとも1つの重合性単量体化
合物(ブロック共重合体を調製する場合は、通常は一度
に1つの単量体を添加した後に重合を行い、その後に次
の単量体を添加するため、異なる単量体を添加できる工
程または回数の数は多数であるが、各回には1つの単量
体のみを添加するものとする)を含む第2の混合物を添
加し、ここで第2の混合物の重合性単量体化合物は、第
1の混合物の重合性単量体と異なり、かくして組み合わ
された混合物を形成し、組み合わされた混合物を低い温
度で超音波エネルギーの存在下に加熱し、第1の中間生
成物樹脂と添加した第2の単量体とから形成された第1
の生成物樹脂を含むブロック共重合体熱可塑性樹脂を含
む第3の混合物を形成し、第3の混合物を冷却し、必要
に応じて第3の混合物からブロック共重合体熱可塑性樹
脂を単離し、必要に応じてブロック共重合体熱可塑性樹
脂を洗浄して乾燥させることを含み、前記ブロック共重
合体は、狭い多分散性および1に等しいモダリティを有
する。中間生成物樹脂の単離は、高い純度およびブロッ
クの一体性または均質性を所望する場合に好適である。
すなわち、第1の混合物の残余の未反応の1または複数
の単量体が、重合性単量体化合物の第2の混合物から形
成される成長する重合体の鎖とその後に反応してこれに
組み込まれる可能性がある。よって、本発明の方法によ
ってブロック共重合体を調製する際は、高い純度を所望
する場合、またはブロックまたはマルチブロック重合反
応について重合度が約70〜90%未満である場合は、
例えば重合反応の中間生成物の沈殿によって単離するの
が好適である。
Further, in one aspect of the present invention there is provided a free radical polymerization process for the preparation of one or more block copolymer thermoplastics, which comprises from about 40 to about 10.
A first mixture comprising a free radical initiator, a stable free radical reagent, and at least one polymerizable monomer compound is heated in the presence of ultrasonic energy at a low temperature of 0 ° C. to heat the first mixture. Forming an intermediate product resin, cooling the first mixture, isolating the first intermediate product resin, and adding at least one polymerizable monomeric compound (block copolymer) to the first intermediate product resin. When preparing a coalescence, usually one monomer is added at a time and then polymerization is carried out, and then the next monomer is added, so there are many steps or the number of times that different monomers can be added. , But each time only one monomer is added) is added), wherein the polymerizable monomer compound of the second mixture is added to the mixture of the first mixture. Unlike polymerizable monomers, form a mixture thus combined And the combined mixture at low temperature by heating in the presence of ultrasonic energy, the first formed from the second monomer was added to the first intermediate product resin
Forming a third mixture containing the block copolymer thermoplastic resin containing the product resin of, cooling the third mixture, and optionally isolating the block copolymer thermoplastic resin from the third mixture. Optionally washing and drying the block copolymer thermoplastic, said block copolymer having a narrow polydispersity and a modality equal to 1. Isolation of the intermediate product resin is preferred when high purity and block integrity or homogeneity is desired.
That is, the remaining unreacted monomer (s) of the first mixture subsequently reacts with the growing polymer chains formed from the second mixture of polymerizable monomeric compounds, thereby May be incorporated. Thus, in preparing block copolymers by the method of the present invention, if high purity is desired, or if the degree of polymerization is less than about 70-90% for block or multiblock polymerization reactions,
Isolation is preferred, for example, by precipitation of an intermediate product of the polymerization reaction.

【0016】本発明の更に他のある態様によれば、熱可
塑性樹脂の調製のためのフリーラジカル重合方法が提供
され、これは約200〜約400ワットの出力を有する
約20〜約50kHzの超音波浴供給媒体強度の超音波
エネルギー、または約200〜約450ワットの出力を
有する約20〜約50kHzのチタンホーン供給媒体強
度の超音波エネルギーを使用し、約30分〜約6時間の
有効期間の間、超音波放射の存在下に約40〜約100
℃の温度で、過酸化物フリーラジカル開始剤と、ニトロ
キシド安定フリーラジカル試薬と、少なくとも1つの重
合性単量体化合物との水懸濁混合物を加熱し、単量体か
ら重合体への高い変換率、すなわち少なくとも約50%
の変換率を有する熱可塑性樹脂を形成し、混合物を冷却
し、熱可塑性樹脂を単離し、必要に応じて熱可塑性樹脂
を洗浄して乾燥させることを含み、熱可塑性樹脂は、約
1.1〜約1.6の狭い多分散性、ある態様では1のモ
ダリティを有するものである。
According to yet another aspect of the present invention, there is provided a free radical polymerization process for the preparation of thermoplastics, which has a power of about 200 to about 400 watts and a frequency of greater than about 20 to about 50 kHz. Sonic bath feed medium strength ultrasonic energy, or titanium horn feed medium strength ultrasonic energy of about 20 to about 50 kHz with a power output of about 200 to about 450 watts, and a useful period of about 30 minutes to about 6 hours. Between about 40 and about 100 in the presence of ultrasonic radiation during
High conversion of monomer to polymer by heating an aqueous suspension mixture of a peroxide free radical initiator, a nitroxide stable free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound at a temperature of ° C. Rate, ie at least about 50%
Forming a thermoplastic resin having a conversion of, cooling the mixture, isolating the thermoplastic resin, optionally washing and drying the thermoplastic resin, wherein the thermoplastic resin comprises about 1.1 A narrow polydispersity of about 1.6, and in one aspect a modality of 1.

【0017】本発明は以下のある態様を含む:熱可塑性
樹脂の調製のためのフリーラジカル重合方法において、
フリーラジカル開始剤と、安定なフリーラジカル試薬
と、少なくとも1つの重合性単量体化合物との混合物を
加熱し、前記加熱は、超音波放射の存在下で約40〜約
100℃の温度で行うものとし、混合物を冷却し、前記
熱可塑性樹脂を単離し、熱可塑性樹脂を洗浄して乾燥さ
せることを含むフリーラジカル重合方法;1または複数
の熱可塑性樹脂の調製のためのフリーラジカル重合方法
において、フリーラジカル開始剤と、安定なフリーラジ
カル試薬と、少なくとも1つの重合性単量体化合物との
混合物を加熱し、少なくとも約50の単量体から1また
は複数の樹脂への高い変換率を有する前記1または複数
の熱可塑性樹脂であって、約1.05〜約1.95の優
れた多分散性を有する1または複数の樹脂を形成し、前
記加熱は、超音波放射の存在下で約40〜約100℃の
温度で行うものとし、混合物を冷却することを含むフリ
ーラジカル重合方法;熱可塑性樹脂の調製のためのフリ
ーラジカル重合方法において、フリーラジカル開始剤
と、安定なフリーラジカル試薬と、少なくとも1つの重
合性単量体化合物との混合物を加熱して第1の中間生成
物樹脂を形成し、必要に応じて第1の混合物を冷却し、
結果的に得られた第1の中間生成物樹脂に対し、フリー
ラジカル開始剤と、安定なフリーラジカル試薬と、少な
くとも1つの重合性単量体化合物とを含む第2の混合物
を添加し、ここで前記第2の混合物の前記重合性単量体
化合物は、前記第1の混合物の前記重合性単量体化合物
と同一の成分を含有し、前記第2の混合物の前記フリー
ラジカル開始剤および前記安定なフリーラジカル試薬
は、前記第1の混合物の前記フリーラジカル開始剤およ
び前記安定なフリーラジカル試薬と同一または異なり、
かくして組み合わされた混合物を形成し、前記組み合わ
された混合物を加熱し、前記第1の中間生成物樹脂と添
加した前記第2の単量体とから形成された第1の生成物
樹脂と、前記第2の単量体から形成された第2の生成物
樹脂とからなる熱可塑性樹脂の混合物を含む第3の混合
物を形成し、前記第3の混合物を冷却し、前記第1の生
成物樹脂および前記第2の生成物樹脂は、それぞれ約
1.05〜約1.95の狭い多分散性を有し、前記加熱
は、超音波放射の存在下で約40〜約100℃の温度で
行うことを含むフリーラジカル重合方法;二重モダリテ
ィ(bimodal )の熱可塑性樹脂の調製のためのフリーラ
ジカル重合方法において、約40〜約100℃の温度で
超音波放射の存在下に、フリーラジカル開始剤と、安定
なフリーラジカル試薬と、少なくとも1つの重合性単量
体化合物とを含む第1の混合物を加熱して第1の中間生
成物樹脂を形成し、必要に応じて前記第1の混合物を冷
却し、前記第1の中間生成物樹脂に対し、フリーラジカ
ル開始剤と、安定なフリーラジカル試薬と、少なくとも
1つの重合性単量体化合物とを含む第2の混合物を添加
し、ここで、前記第2の混合物の前記重合性単量体化合
物は、前記第1の混合物の前記重合性単量体化合物と同
一の成分を含有し、前記第2の混合物の前記フリーラジ
カル開始剤および前記安定なフリーラジカル試薬は、前
記第1の混合物の前記フリーラジカル開始剤および前記
安定なフリーラジカル試薬と同一または異なり、かくし
て組み合わされた混合物を形成し、約40〜約100℃
の温度で超音波放射の存在下に、約30分〜約6時間の
間前記組み合わされた混合物を加熱し、前記第1の中間
生成物樹脂と添加した前記第2の単量体とから形成され
た第1の生成物を含む熱可塑性樹脂と、前記第2の単量
体から形成された第2の生成物樹脂とからなる熱可塑性
樹脂の混合物を含む第3の混合物を形成し、前記第3の
混合物を冷却し、必要に応じて前記第3の混合物から熱
可塑性生成物樹脂の前記混合物を単離し、必要に応じて
熱可塑性樹脂の前記混合物を洗浄して乾燥させることを
含み、前記第1の生成物樹脂および前記第2の生成物樹
脂は、それぞれ優れた変換率で得られた狭い多分散性を
有し、当該変換率は約50〜約90%であり、当該多分
散性は約1.1〜約1.8であるフリーラジカル重合方
法;樹脂の調製方法において、約40〜約100℃の温
度で超音波放射の存在下に、フリーラジカル開始剤と、
安定なフリーラジカル試薬と、少なくとも1つの単量体
成分との混合物を加熱することを含み、樹脂は約1.0
5〜約1.95の多分散性を有し、単量体から樹脂への
変換率は少なくとも50%であり、重合方法により、狭
い多分散性の性質を有するホモアクリレートおよび共重
合体アクリレート樹脂が提供され、重合方法は単量体か
ら重合体への高い変換率で進行し、アクリレート重合方
法によりホモアクリレートおよびホモアクリレート部分
を含有する共重合体が生成され、その数平均分子量(M
n)は約100を越えて約1,000まであり、その数
平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の
多分散性の比率は約1.0〜約2.0、好ましくは約
1.1〜約1.6であり、ある態様では安定なフリーラ
ジカル試薬として、4-オキソ-2,2,6,6- テトラメチル-1
- ピペリジニロキシ(4-オキソ-TEMPO)を選択すること
ができる。
The present invention includes certain embodiments of: In a free radical polymerization process for the preparation of thermoplastics,
A mixture of a free radical initiator, a stable free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound is heated, said heating being carried out in the presence of ultrasonic radiation at a temperature of about 40 to about 100 ° C. A free radical polymerization process comprising cooling the mixture, isolating the thermoplastic resin, washing and drying the thermoplastic resin; in a free radical polymerization process for the preparation of one or more thermoplastic resins Heating a mixture of a free radical initiator, a stable free radical reagent, and at least one polymerizable monomer compound, and having a high conversion rate of at least about 50 monomers to one or more resins The one or more thermoplastic resins form one or more thermoplastic resins having excellent polydispersity of about 1.05 to about 1.95, and the heating is ultrasonic wave emission. At a temperature of about 40 to about 100 ° C. in the presence of a free radical polymerization method comprising cooling the mixture; a free radical initiator for the preparation of a thermoplastic resin; A mixture of a free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound to form a first intermediate product resin, optionally cooling the first mixture,
To the resulting first intermediate product resin is added a second mixture comprising a free radical initiator, a stable free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound, wherein: And wherein the polymerizable monomer compound of the second mixture contains the same components as the polymerizable monomer compound of the first mixture, and the free radical initiator of the second mixture and the The stable free radical reagent is the same or different from the free radical initiator and the stable free radical reagent of the first mixture,
Thus forming a combined mixture, heating the combined mixture to form a first product resin formed from the first intermediate product resin and the second monomer added, and Forming a third mixture comprising a mixture of a thermoplastic resin comprising a second product resin formed from a second monomer, cooling said third mixture, said first product resin And the second product resin has a narrow polydispersity of about 1.05 to about 1.95, respectively, and the heating is performed at a temperature of about 40 to about 100 ° C. in the presence of ultrasonic radiation. A free radical polymerization process for the preparation of a bimodal thermoplastic resin, comprising a free radical initiator in the presence of ultrasonic radiation at a temperature of about 40 to about 100 ° C. And a stable free radical reagent , A first mixture containing at least one polymerizable monomeric compound to form a first intermediate product resin, optionally cooling said first mixture, said first intermediate A second mixture containing a free radical initiator, a stable free radical reagent, and at least one polymerizable monomer compound is added to the product resin, wherein the polymerization of the second mixture is performed. The polymerizable monomer compound contains the same components as the polymerizable monomer compound of the first mixture, and the free radical initiator and the stable free radical reagent of the second mixture are the same as those of the first mixture. One or more of the free radical initiator and the stable free radical reagent of one mixture, thus forming a combined mixture, about 40 to about 100 ° C.
Heating the combined mixture in the presence of ultrasonic radiation at a temperature of about 30 minutes to about 6 hours to form the first intermediate product resin and the added second monomer. Forming a third mixture containing a mixture of a thermoplastic resin containing the first product and a second product resin formed from the second monomer; Cooling the third mixture, optionally isolating the mixture of thermoplastic product resins from the third mixture, optionally washing and drying the mixture of thermoplastic resins, The first product resin and the second product resin each have a narrow polydispersity obtained with excellent conversion, and the conversion is about 50 to about 90%. Free radical polymerization method in which the property is about 1.1 to about 1.8; In the presence of ultrasonic radiation at a temperature of from about 40 to about 100 ° C., and a free radical initiator,
Heating a mixture of a stable free radical reagent and at least one monomer component, the resin comprising about 1.0
Homoacrylate and copolymer acrylate resins having a polydispersity of 5 to about 1.95, a conversion of monomer to resin of at least 50% and having narrow polydispersity properties depending on the polymerization method. The polymerization method proceeds at a high conversion rate from a monomer to a polymer, and a copolymer containing a homoacrylate and a homoacrylate moiety is produced by the acrylate polymerization method, and its number average molecular weight (M
n) is greater than about 100 and up to about 1,000 and the polydispersity ratio of weight average molecular weight (Mw) to its number average molecular weight (Mn) is about 1.0 to about 2.0, preferably about 1 1 to about 1.6, and in one embodiment as a stable free radical reagent, 4-oxo-2,2,6,6-tetramethyl-1
-Piperidinyloxy (4-oxo-TEMPO) can be selected.

【0018】本発明によれば、ある態様において、アク
リレートおよびアクリレート誘導体単量体から、狭い多
分散性のホモアクリレートおよび共重合体アクリレート
樹脂を合成することを可能とする疑似リビング重合方法
が提供される。この方法は、ある態様において、狭い多
分散性のホモアクリレートおよび共重合体アクリレート
樹脂を与えるために、酸素添加した安定なフリーラジカ
ル試薬およびアクリレート単量体と組み合わせた公知の
フリーラジカル開始剤を使用することができる。
The present invention provides, in one aspect, a pseudo-living polymerization process that allows the synthesis of narrow polydisperse homoacrylate and copolymer acrylate resins from acrylate and acrylate derivative monomers. It This method uses, in one embodiment, known free radical initiators in combination with oxygenated stable free radical reagents and acrylate monomers to provide narrow polydisperse homoacrylate and copolymer acrylate resins. can do.

【0019】前記した方法のある態様では、重合体また
は共重合体樹脂組成物が得られ、1または複数の生成物
樹脂は、約2,000 〜約300,000 の重量平均分子量(M
w)および約1,800 〜約153,000 の数平均分子量(M
n)および約1.05〜約1.95の多分散性を有し、
更に詳しくは、Mw/Mnは約1.1〜約1.6、約
1.1〜約1.5、または約1より僅かに大きい〜約
1.6である。
In one embodiment of the method described above, a polymer or copolymer resin composition is obtained, wherein the one or more product resins have a weight average molecular weight (M) of from about 2,000 to about 300,000.
w) and a number average molecular weight of about 1,800 to about 153,000 (M
n) and a polydispersity of about 1.05 to about 1.95,
More specifically, Mw / Mn is from about 1.1 to about 1.6, about 1.1 to about 1.5, or slightly greater than about 1 to about 1.6.

【0020】理論に拘束されることを望むものではない
が、超音波エネルギーの存在下で低いバルク温度で本発
明の重合反応方法を実施すると、機械的力または振動エ
ネルギーにより、反応混合物内に圧力波が生成すると考
えられる。この作用により数百万の顕微鏡的な泡または
キャビティが形成され、これらは負の圧力偏位の際に拡
張し、正の偏位の際に収縮する。この現象はキャビテー
ションと呼ばれ、これにより超音波プローブ、ホーンの
先端、例えばCole-Parmer 超音波ホモゲナイザー、4710
ホーン、または水を用いた超音波浴、例えばBranson Mo
del 5200 における強力な剪断作用が生ずる。高強度の
超音波放射の際に、与えられた局在化した領域内の温度
は、例えば約数十度から約数百度に有意に上昇する。こ
のような高い局在化した温度により、全体的な系につい
ては低いバルク温度を維持しながら、過酸化物開始剤の
酸素−酸素結合のような弱い化学結合が切断され、重合
体連鎖の早く迅速な開始が可能となる。更に、この高い
局在化した温度は、成長する鎖の炭素原子とニトロキシ
ドラジカルの酸素原子との間の結合のような成長する重
合体鎖の弱い化学結合にも影響を与える。この結合が切
断され、付加的な単量体が挿入され、重合が継続する。
用いる超音波エネルギーは、使用する開始剤に依存し、
全ての重合体鎖が略同時に開始されるようにするが、こ
れは、狭い多分散性を有する重合体鎖生成物の形成を可
能とするための主たる理由である。従来技術によるフリ
ーラジカル重合系の幾つかの条件下では非常に優勢とな
る望ましくない鎖の連結や不均化停止反応は、リビング
状態の遊離の鎖の有効濃度および利用可能性が極めて小
さいため、本発明の方法を用いれば抑制される。更に、
本発明の安定なフリーラジカル試薬は重合を開始しない
ため、全ての重合体鎖について略同時に開始される開始
期間の後は、新しい鎖について開始されることはない。
Without wishing to be bound by theory, when the polymerization reaction process of the present invention is carried out at low bulk temperature in the presence of ultrasonic energy, mechanical or vibrational energy causes pressure to build up in the reaction mixture. Waves are considered to be generated. This action creates millions of microscopic bubbles or cavities, which expand during negative pressure excursions and contract during positive excursions. This phenomenon is called cavitation, which allows for ultrasonic probes, horn tips, such as Cole-Parmer ultrasonic homogenizer, 4710.
Horn, or ultrasonic bath with water, eg Branson Mo
A strong shear action on del 5200 occurs. Upon high-intensity ultrasonic radiation, the temperature in a given localized area rises significantly, for example from about tens of degrees to about several hundreds of degrees. Such high localized temperature breaks weak chemical bonds, such as oxygen-oxygen bonds in peroxide initiators, while maintaining a low bulk temperature for the overall system, resulting in faster polymer chains. A quick start is possible. In addition, this high localized temperature also affects weak chemical bonds in the growing polymer chain, such as the bond between the growing chain carbon atom and the nitroxide radical oxygen atom. This bond is cleaved, an additional monomer is inserted and polymerization continues.
The ultrasonic energy used depends on the initiator used,
It allows all polymer chains to be initiated at about the same time, which is the main reason for allowing the formation of polymer chain products with narrow polydispersity. Undesired chain ligation and disproportionation termination reactions, which are very predominant under some conditions of prior art free radical polymerization systems, are due to the extremely low effective concentration and availability of living free chains. This is suppressed by using the method of the present invention. Furthermore,
Since the stable free radical reagents of the present invention do not initiate polymerization, no new chains will be initiated after the initiation period, which is initiated at about the same time for all polymer chains.

【0021】本発明の方法は、ある態様において、単量
体の添加または重合工程を連続的に繰り返すための手段
を更に含み、この方法の追加的な安定なフリーラジカル
およびフリーラジカル開始剤をN回添加し、熱可塑性樹
脂の十分に特定された混合物を与えるものとし、混合物
中のそれぞれの樹脂は、別個で狭い多分散性を有する重
合体により構成され、Nを開始剤、安定なフリーラジカ
ル試薬、および単量体の添加工程を繰り返す回数とする
と、混合物はN+1に等しいモダリティを有する。
The process of the present invention, in some embodiments, further comprises means for continuously repeating the monomer addition or polymerization steps, wherein the additional stable free radical and free radical initiator of the process are added to the N 2 Once added, it should give a well-specified mixture of thermoplastics, each resin in the mixture being composed of a polymer with a distinct and narrow polydispersity, N being an initiator, a stable free radical. The mixture has a modality equal to N + 1, given the number of times the reagent and monomer addition steps are repeated.

【0022】本発明は、ある態様において、次のような
幾つかの特定の利点を与える。本発明の方法を用いれ
ば、重合体生成物の多分散性が狭くなり、安定なフリー
ラジカル試薬対フリーラジカル開始剤の分子濃度の比率
を変動させることにより、単量体/コモノマーの系に応
じて、約1.05〜約1.95の間で変動させることが
できる。SFR 添加物を使用することなく、本発明の重合
方法条件を試みた場合、2〜6の多分散性を有する広い
分子量の樹脂が得られる。
The present invention, in certain aspects, provides several particular advantages, including: Using the method of the present invention, the polydispersity of the polymer product is narrowed and the ratio of stable free radical reagent to free radical initiator molecular concentration is varied to provide a monomer / comonomer system dependent. And can vary between about 1.05 and about 1.95. If the polymerization process conditions of the present invention are attempted without the use of SFR additives, a broad molecular weight resin with a polydispersity of 2-6 is obtained.

【0023】安定なフリーラジカル試薬で緩和された重
合反応は、例えば懸濁、乳化、塊状すなわち正味または
溶剤を用いることなく、または水性または非水性溶液中
でのような種々の媒体中で、行うことができるが、好ま
しくはトルエンおよびキシレンのような高沸点溶剤を使
用するものとする。
The stable free radical reagent moderated polymerization reaction is carried out in a variety of media, such as suspension, emulsification, bulk or net or without solvent, or in aqueous or non-aqueous solutions. However, high boiling solvents such as toluene and xylene should preferably be used.

【0024】重合体を形成するための単量体または混合
した単量体の反応に際し、反応時間は例えば約1〜約6
0時間の間で変動するが、好ましくは約2〜10時間、
最適には約4〜7時間とする。最適反応時間は、温度、
反応の容量および規模、並びに選択した重合開始剤およ
び安定なフリーラジカル試薬の量および種類に応じて変
動し得る。重合反応温度は、調整可能な外部熱源を設け
ることにより、加熱工程全体を通じて相対的に一定に保
持し、温度は、約40℃〜約100℃、好ましくは約5
0℃〜約75℃に維持する。
In the reaction of the monomers for forming the polymer or the mixed monomers, the reaction time is, for example, about 1 to about 6
Fluctuating between 0 hours, but preferably about 2-10 hours,
The optimum time is about 4 to 7 hours. The optimum reaction time is temperature,
It may vary depending on the volume and scale of the reaction and the amount and type of polymerization initiator and stable free radical reagent selected. The polymerization reaction temperature is kept relatively constant throughout the heating process by providing an adjustable external heat source, the temperature is about 40 ° C to about 100 ° C, preferably about 5 ° C.
Maintain at 0 ° C to about 75 ° C.

【0025】選択するフリーラジカル開始剤は、フリー
ラジカル重合方法を開始し得るいずれかのフリーラジカ
ル重合開始剤とすることができ、過酸化物開始剤、例え
ばベンゾイルパーオキシド、およびアゾ開始剤、例えば
アゾビスイソブチロニトリル等を含み、ベンゾイルパー
オキシドが好適である。用いる開始剤の濃度は、重合さ
せる単量体の全重量の0.2〜6重量%とし、樹脂の所
望の分子量によって決定する。使用する単量体のモル等
量の重量に対して開始剤の濃度が減少するにつれて、熱
可塑性樹脂生成物の分子量が増加する。このフリーラジ
カル開始剤は、別の成分として反応混合物に添加し、こ
こに示す方法においてこれを使用する前には安定なフリ
ーラジカル試薬と反応させないものとする。
The free radical initiator selected can be any free radical polymerization initiator capable of initiating a free radical polymerization process, such as peroxide initiators such as benzoyl peroxide, and azo initiators such as Benzoyl peroxide is preferred, including azobisisobutyronitrile and the like. The concentration of the initiator used is 0.2-6% by weight of the total weight of the monomers to be polymerized and is determined by the desired molecular weight of the resin. The molecular weight of the thermoplastic resin product increases as the concentration of the initiator decreases with respect to the molar equivalent weight of the monomers used. The free radical initiator is added as a separate component to the reaction mixture and should not react with the stable free radical reagent prior to its use in the methods presented herein.

【0026】選択し得る安定なフリーラジカル試薬また
は成分の例には、ニトロキシドフリーラジカル、例え
ば、プロキシル(2,2,5,5-テトラメチル-1- ピロリジニ
ロキシ)、3-カルボキシ−プロキシル、3-カルバモイル
−プロキシル、2,2-ジメチル-4,5- シクロヘキシル−プ
ロキシル、3-オキソ−プロキシル、3-ヒドロキシルイミ
ン−プロキシル、3-アミノメチル−プロキシル、3-メト
キシ−プロキシル、3-t-ブチル−プロキシル、3-マレイ
ミド−プロキシル、3,4-ジ-t- ブチル−プロキシル、3-
カルボキシリック-2,2,5,5- テトラメチル-1- ピロリジ
ニロキシ等、およびその誘導体、およびTEMPO(2,2,6,6
- テトラメチル-1- ピペリジニロキシ)、4-ベンゾキシ
ロキシ-TEMPO、4-メトキシ-TEMPO、4-カルボキシリック
-4- アミノ-TEMPO、4-クロロ-TEMPO、4-ヒドロキシルイ
ミン-TEMPO、4-ヒドロキシ-TEMPO、4-オキソ-TEMPO、4-
オキソ-TEMPO−エチレンケタール、4-アミノ-TEMPO、2,
2,6,6-テトラエチル-1- ピペリジニロキシ、2,2,6-トリ
メチル-6- エチル-1- ピペリジニロキシ等、およびその
誘導体、およびジアルキルニトロキシドラジカル、例え
ばジ-t- ブチルニトロキシド、ジフェニルニトロキシ
ド、t-ブチル-t- アミルニトロキシド等、およびその誘
導体、およびDOXYL (4,4-ジメチル-1- オキサゾリジニ
ロキシ)、2-ジ-t- ブチル−ドキシル、5-デカン−ドキ
シル、2-シクロヘキサン−ドキシル等、およびその誘導
体、および2,5-ジメチル-3,4- ジカルボキシリック−ピ
ロール、2,5-ジメチル-3,4- ジエチルエステル−ピロー
ル、2,3,4,5-テトラフェニル−ピロール等、および3-シ
アノ−ピロリン-3- カルバモイル−ピロリン、3-カルボ
キシリック−ピロリン等、1,1,3,3-テトラメチルイソイ
ンドリン-2- イロキシルおよび1,1,3,3-テトラエチルイ
ソインドリン-2- イロキシル等、ポルフィレキシドニト
ロキシルラジカル、例えば5-シクロヘキシルポルフィレ
キシドニトロキシルおよび2,2,4,5,5-ペンタメチル−Δ
3-イミダゾリン-3-オキシド-1- オキシル等、およびガ
ルビノキシル等、1,3,3-トリメチル-2- アザビシクロ
[2,2,2 ]オクタン-5- オン-2- オキシドおよび1-アザ
ビシクロ[3,3,1 ]ノナン-2- オキシド等が含まれる
が、TEMPO が好適である。これらの安定なフリーラジカ
ル試薬材料は、フリーラジカル重合阻害剤として、例え
ばG. Moadら、Tetrahedron Letters, 22, 1165 (1981)
のような文献中で公知である。ただし、本発明の重合条
件下では、安定なフリーラジカル試薬は、主として通常
は高度に反応性で無差別的な中間体フリーラジカル種を
利用するための緩和剤として作用する。ニトロキシド
は、Fremy の塩(Fremy's salt)のようなN,N-二置換ニ
トロキシドを含む。
Examples of stable free radical reagents or components that can be selected include nitroxide free radicals such as proxil (2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy), 3-carboxy-proxyl, 3- Carbamoyl-proxyl, 2,2-dimethyl-4,5-cyclohexyl-proxyl, 3-oxo-proxyl, 3-hydroxylimine-proxyl, 3-aminomethyl-proxyl, 3-methoxy-proxyl, 3-t-butyl- Proxy, 3-maleimido-proxyl, 3,4-di-t-butyl-proxyl, 3-
Carboxylic-2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy and its derivatives, and TEMPO (2,2,6,6
-Tetramethyl-1-piperidinyloxy), 4-benzoxyloxy-TEMPO, 4-methoxy-TEMPO, 4-carboxylic
-4-amino-TEMPO, 4-chloro-TEMPO, 4-hydroxylimine-TEMPO, 4-hydroxy-TEMPO, 4-oxo-TEMPO, 4-
Oxo-TEMPO-ethylene ketal, 4-amino-TEMPO, 2,
2,6,6-Tetraethyl-1-piperidinyloxy, 2,2,6-trimethyl-6-ethyl-1-piperidinyloxy and the like, and derivatives thereof, and dialkyl nitroxide radicals such as di-t-butyl nitroxide, diphenyl nitroxide, t -Butyl-t-amyl nitroxide and its derivatives, and DOXYL (4,4-dimethyl-1-oxazolidinyloxy), 2-di-t-butyl-doxyl, 5-decane-doxyl, 2-cyclohexane- Doxyl and the like, and derivatives thereof, and 2,5-dimethyl-3,4-dicarboxylic-pyrrole, 2,5-dimethyl-3,4-diethyl ester-pyrrole, 2,3,4,5-tetraphenyl- Pyrrole, etc., and 3-cyano-pyrroline-3-carbamoyl-pyrroline, 3-carboxylic-pyrroline, etc., 1,1,3,3-tetramethylisoindoline-2-yloxyl and 1,1,3,3-tetraethyl Isoin Phosphorus-2 Irokishiru like, porphylene lexical nitroxyl radical, such as 5-cyclohexyl porphylene lexical nitroxyl and 2,2,4,5,5- pentamethyl -Δ
3 -imidazoline-3-oxide-1-oxyl, etc., and galbinoxyl, etc., 1,3,3-trimethyl-2-azabicyclo [2,2,2] octane-5-one-2-oxide and 1-azabicyclo [3 , 3,1] nonane-2-oxide and the like are included, and TEMPO is preferable. These stable free radical reagent materials are known as free radical polymerization inhibitors such as G. Moad et al., Tetrahedron Letters, 22, 1165 (1981).
Are known in the literature such as. However, under the polymerization conditions of the present invention, stable free radical reagents act primarily as palliatives to utilize the normally reactive and indiscriminate intermediate free radical species. Nitroxides include N, N-disubstituted nitroxides such as Fremy's salt.

【0027】フリーラジカル開始剤(INIT)に対する安定
なフリーラジカル(SFR) 試薬の分子比は、約2.5〜
0.5、好ましくは約2.0〜0.9の範囲とする。理
論に拘束されることを望むものではないが、ある態様に
おいては、約1.3〜1の、例えばTEMPO のような安定
なフリーラジカル試薬の、例えばベンゾイルパーオキシ
ドのようなフリーラジカル開始剤に対する分子比[SFR:
INIT]が重要であると考えられる。ある態様において
は、[SFR:INIT]が高すぎると、反応速度が低下し得
る。[SFR:INIT]が低すぎると、反応生成物が望ましく
ない増加した多分散性を有することとなろう。また、本
方法の安定なフリーラジカル試薬を用いることなくスチ
レンをポリスチレンへと重合すると、単離された生成物
重合体は2.0以上の多分散性を有するものとなる。
The molecular ratio of the stable free radical (SFR) reagent to the free radical initiator (INIT) is about 2.5-
The range is 0.5, preferably about 2.0 to 0.9. Without wishing to be bound by theory, in some embodiments, about 1.3 to 1 of a stable free radical reagent, such as TEMPO, to a free radical initiator, such as benzoyl peroxide. Molecular ratio [SFR:
INIT] is considered important. In some embodiments, if [SFR: INIT] is too high, the reaction rate may decrease. If [SFR: INIT] is too low, the reaction product will have an undesirably increased polydispersity. Also, polymerizing styrene to polystyrene without the use of the stable free radical reagent of the present method results in an isolated product polymer having a polydispersity of 2.0 or greater.

【0028】ある態様においては、単量体含有量対安定
なフリーラジカル試薬対フリーラジカル開始剤の分子比
は、約10:0.5:1〜約10,000:5:1、好ましく
は約300:1.3:1〜約7,000 :1.3:1の範囲
とする。ある態様において重要なことは、特にスチレン
の重合に関して、約1.3〜約1の開始剤に対する安定
なフリーラジカルの分子比である。アクリレートのよう
なスチレン以外の単量体については、類似する比率、す
なわち1.3:1を選択する。
In some embodiments, the molecular ratio of monomer content to stable free radical reagent to free radical initiator is from about 10: 0.5: 1 to about 10,000: 5: 1, preferably about 300 :. The range is from 1.3: 1 to about 7,000: 1.3: 1. Of importance in some embodiments is a stable free radical to initiator molecular ratio of from about 1.3 to about 1 particularly for the polymerization of styrene. For monomers other than styrene, such as acrylates, a similar ratio is chosen, namely 1.3: 1.

【0029】本発明の方法は、ある態様において、単量
体から重合体への高い変換率、または重合度を与えるも
のであり、例えばある態様においては、90重量%以
上、更に詳しくは約75〜約100%となる。更に、本
発明の方法は、ある態様において、重合体生成物の相対
的に高い重量平均分子量を与え、重量平均分子量は約2,
000 〜約300,000 の範囲であり、好適な範囲は約2,000
〜約250,000 である。ある態様において、本発明の方法
を用いれば、約500,000 のMwを有する重合体を得るこ
とができる。
The method of the present invention provides, in one embodiment, a high conversion of monomer to polymer, or a degree of polymerization, for example, in one embodiment, 90% by weight or more, more specifically about 75%. ~ About 100%. Further, the method of the present invention, in some embodiments, provides a relatively high weight average molecular weight of the polymer product, wherein the weight average molecular weight is about 2,
000 to about 300,000 with a preferred range of about 2,000
~ About 250,000. In some embodiments, the method of the present invention can be used to obtain a polymer having a Mw of about 500,000.

【0030】選択する単量体にはフリーラジカル重合を
受けることが可能なものが含まれ、限定されるものでは
ないが、スチレン、置換されたスチレンおよびその誘導
体、例えばα−メチルスチレン、4-メチルスチレン、ブ
タジエンおよび特定の安定なフリーラジカルで緩和され
た重合反応条件下で十分に活性であって安定なフリーラ
ジカル反応付加物および高分子量重合体生成物を与える
任意の共役ジエン単量体、例えばイソプレンおよびミル
セン、アクリレートおよびその誘導体が含まれる。得ら
れる重合体の例には、スチレン、アクリレート、スチレ
ンアクリレート、スチレンブタジエン等が含まれる。本
発明の反応のアクリレートの重合では、ある態様におい
て、溶剤または補助溶剤を補填して、反応混合物が単量
体の変換の間中均質な単一相を維持するのを確実にする
ことに寄与するものとする。全ての重合反応が完了する
後まで反応体または重合体生成物の沈殿または相分離が
回避される溶剤系を可能とするのに溶剤媒体が有効であ
る限り、あらゆる溶剤または補助溶剤を選択することが
できる。例示的な溶剤または補助溶剤には、重合体生成
物相溶性の脂肪族アルコール、グリコール、エーテル、
グリコールエーテル、ピロリジン、N-アルキルピロリジ
ノン、N-アルキルピロリドン、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、アミド、カルボン酸お
よびその塩、エステル、有機スルフィド、スルホキシ
ド、スルホン、アルコール誘導体、ヒドロキシエーテル
誘導体、例えばブチルCARBITOL(登録商標)またはCELL
OSOLVE(登録商標)、アミノアルコール、ケトン等、そ
の誘導体およびこれらの混合物が含まれる。特定の例に
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコー
ル、テトラヒドロフラン等、およびこれらの混合物が含
まれる。水と水可溶性または混和性の有機液体との混合
物を反応媒体として選択する場合は、水対補助溶剤の重
量比率は、典型的には約100:0〜約10:9、好ま
しくは約97:3〜約25:75の範囲とする。
Monomers of choice include those capable of undergoing free radical polymerization, including, but not limited to, styrene, substituted styrenes and their derivatives such as α-methylstyrene, 4- Methylstyrene, butadiene and any conjugated diene monomer that is sufficiently active and provides stable free radical reaction adducts and high molecular weight polymer products under moderated free radical relaxed polymerization reaction conditions, Examples include isoprene and myrcene, acrylates and their derivatives. Examples of the obtained polymer include styrene, acrylate, styrene acrylate, styrene butadiene and the like. The acrylate polymerization of the reaction of the present invention, in some embodiments, contributes to supplementing the solvent or co-solvent to ensure that the reaction mixture maintains a homogeneous single phase throughout the conversion of the monomers. It shall be. To select any solvent or co-solvent as long as the solvent medium is effective to allow the solvent system to avoid precipitation or phase separation of reactants or polymer products until after all polymerization reactions are complete. You can Exemplary solvents or co-solvents include polymer product compatible aliphatic alcohols, glycols, ethers,
Glycol ether, pyrrolidine, N-alkylpyrrolidinone, N-alkylpyrrolidinone, polyethylene glycol, polypropylene glycol, amides, carboxylic acids and their salts, esters, organic sulfides, sulfoxides, sulfones, alcohol derivatives, hydroxy ether derivatives, such as butyl CARBITOL (registered Trademark) or CELL
Included are OSOLVE®, amino alcohols, ketones, and their derivatives and mixtures thereof. Specific examples include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, glycerin, dipropylene glycol, tetrahydrofuran, etc., and mixtures thereof. When a mixture of water and a water-soluble or miscible organic liquid is selected as the reaction medium, the weight ratio of water to cosolvent is typically about 100: 0 to about 10: 9, preferably about 97 :. The range is from 3 to about 25:75.

【0031】ある態様では、単量体の重合反応速度を加
速させることができ、陽イオン重合を開始し得ない触媒
量のプロトン酸の添加によって反応時間を約16時間以
上から約4〜7時間に低減させることができる。この酸
は、有機酸、例えばスルホン酸、リン酸、カルボン酸、
および酸官能器含有ニトロキシド、例えば3-カルボキシ
ル−プロキシルよりなる群から選択し、樟脳スルホン酸
が好適な酸である。安定なフリーラジカル対酸の分子比
は変動し得るが、例えば約100:1〜1:1とするこ
とができ、好適な比率は約20:1〜5:1である。前
記した量を超えて有機酸を過剰に添加すると、ある態様
では樹脂の多分散性が広くなる。
In one embodiment, the reaction time can be increased from about 16 hours or more to about 4 to 7 hours by adding a catalytic amount of a protic acid that can accelerate the rate of monomer polymerization reaction and cannot initiate cationic polymerization. Can be reduced to This acid is an organic acid such as sulfonic acid, phosphoric acid, carboxylic acid,
And selected from the group consisting of acid functionalised nitroxides, for example 3-carboxyl-proxyl, camphor sulphonic acid is the preferred acid. The molecular ratio of stable free radical to acid can vary, but can be, for example, about 100: 1 to 1: 1 with a suitable ratio of about 20: 1 to 5: 1. Excessive addition of organic acid in excess of the above amounts broadens the polydispersity of the resin in certain embodiments.

【0032】本発明の安定なフリーラジカルで緩和した
重合方法は、1または複数の単量体を遅らせて段階的に
更に添加することにより、同一の反応容器内で多数回繰
り返すことができ、開始剤および安定なフリーラジカル
試薬の量を変えて単一モダリティの樹脂の混合物を形成
し、その際に各成分が、別個の分子量を有し、狭い分子
量分布を有するものとし、またNが単量体、開始剤、お
よび安定なフリーラジカル試薬を添加する追加回数の数
を表すものとして、混合物はN+1のモダリティを有す
る。
The stable free-radical relaxed polymerization process of the present invention can be repeated many times in the same reaction vessel by delaying the addition of one or more monomers and adding further in stages. The amounts of agent and stable free radical reagent are varied to form a single modality resin mixture, where each component has a distinct molecular weight and a narrow molecular weight distribution, and N is a mono The mixture has a modality of N + 1 as an indication of the number of additional additions of the body, initiator, and stable free radical reagent.

【0033】油浴のような加熱源を停止させ、容器を油
浴から除去し、撹拌を維持しながらこれを自然に冷却さ
せることにより行うことのできる冷却によって、重合反
応物は周囲温度に達し、安定なフリーラジカルで緩和し
た反応を有効に静めるか停止させる。それぞれ超音波と
共に加熱を伴いながら単量体、安定なフリーラジカル、
および開始剤を新たにまたは続けて添加することによ
り、狭い分子量分布を有する新たな重合体種が与えら
れ、新しい重合体種のそれぞれは、先に形成された他の
重合体種と独立して成長を続ける。
Cooling, which can be accomplished by turning off the heating source, such as an oil bath, removing the vessel from the oil bath and allowing it to cool naturally while maintaining agitation, causes the polymerization reaction to reach ambient temperature. Effectively calm or stop the relaxed reaction with stable free radicals. Monomers, stable free radicals, while heating with ultrasonic waves,
The addition of new and subsequent initiators and new initiators gives new polymer species with a narrow molecular weight distribution, each new polymer species being independent of the other previously formed polymer species. Continue to grow.

【0034】代替的に、ブロック共重合体樹脂も調製す
ることができ、これにより各所望のブロックが形成され
た後に、開始剤または安定なフリーラジカル試薬を更に
添加することなく、新たな1または複数の単量体を添加
して新たなブロックを形成すると、各ブロック成分は、
長さが十分に特定され、狭い分子量分布を有し、繰り返
した手順および混和のために選択した単量体に応じた性
質を有するものとなる。
Alternatively, a block copolymer resin can also be prepared, whereby after each desired block is formed, a fresh one or more new initiators or stable free radical reagents are added without further addition. When multiple monomers are added to form a new block, each block component becomes
It will be well defined in length, have a narrow molecular weight distribution, and will have properties depending on the monomer selected for repeated procedures and blending.

【0035】追加的な任意的な公知の添加物を重合反応
において選択することができ、これにより結果的に得ら
れる生成物に対して追加的性能の増強を与えることがで
き、これには例えば着色剤、潤滑剤、離型または転写
剤、界面活性剤、安定剤、消泡剤等がある。
Additional optional known additives can be selected in the polymerization reaction, which can provide additional performance enhancements to the resulting product, including, for example: Colorants, lubricants, mold release or transfer agents, surfactants, stabilizers, defoamers and the like.

【0036】単一モダリティ(monomodal )の別個の混
合、すなわち十分に特定された多重モダリティ(multim
odal)の分子量分布を有する重合体樹脂は、そのある態
様において、特に静電写真トナー組成物に対して、改良
された流動性および弾性を含むメルトレオロジー特性、
および改良された性能特性、例えば摩擦帯電、混合速
度、および保存安定性のような幾つかの利点を与える。
Separate mix of single modalities (monomodals), ie, well-specified multimodalities (multim)
Polymeric resins having a molecular weight distribution of odal) have, in certain embodiments thereof, melt rheological properties, including improved flow and elasticity, especially for electrostatographic toner compositions.
And offers several advantages such as improved performance characteristics such as tribocharging, mixing speed, and storage stability.

【0037】本発明の方法を選択して広範な種類の重合
体を形成することができる。例えば、これを使用してス
チレン単量体を重合させてポリスチレンを形成し、ブタ
ジエンを重合させてポリブタジエンを形成し、またはn-
ブチルアクリレートを重合させてポリ(n-ブチルアクリ
レート)を形成することができる。本発明の方法を選択
し、2以上の異なる重合性単量体の混合物を重合させて
その共重合体を形成することができ、例えばポリ(スチ
レン−ブタジエン)を形成するスチレンとブタジエンと
の重合、ポリ(スチレン−イソプレン)を形成するスチ
レンとイソプレンとの重合、ポリ(スチレン−エチルア
クリレート)を形成するスチレンとエチルアクリレート
との重合等、およびこれらの組合せがあり、共重合体お
よび三元共重合体が含まれる。
The method of the present invention can be selected to form a wide variety of polymers. For example, it can be used to polymerize styrene monomers to form polystyrene, butadiene to form polybutadiene, or n-
Butyl acrylate can be polymerized to form poly (n-butyl acrylate). The method of the present invention can be selected to polymerize a mixture of two or more different polymerizable monomers to form a copolymer thereof, such as polymerization of styrene and butadiene to form poly (styrene-butadiene). , Polymerization of styrene and isoprene to form poly (styrene-isoprene), polymerization of styrene and ethyl acrylate to form poly (styrene-ethyl acrylate), and combinations thereof. A polymer is included.

【0038】本発明の方法を実施するために用いる適切
な反応媒体には、塊状または正味の懸濁、乳化、および
溶液系が含まれる。
Suitable reaction media used to carry out the method of the present invention include bulk or net suspension, emulsification, and solution systems.

【0039】ある態様では、単量体に対して、約1,000
〜約20,000の低い分子量を有する蝋質成分、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン蝋のようなアルキレン、およ
びこれらの混合物を混和することができる。この種の成
分の使用は、ある種のトナー用途のために望ましい。ポ
リエチレンおよびポリプロピレンのような適切な低分子
量の蝋は、米国特許第4,659,641 号に開示されている。
多数の公知の方法によってトナー組成物を調製すること
ができ、例えば本発明の方法によって得られた樹脂粒
子、例えばスチレンブタジエン共重合体と、顔料粒子、
例えばマグネタイト、カーボンブラック、またはこれら
の混合物、およびシアン、イエロー、マゼンタ、グリー
ン、ブラウン、レッド、またはこれらの混合物と、好ま
しくは約0.5%〜約5%の電荷増強用添加物とを、ト
ナー押出装置、例えばWerner Pfleiderer から入手可能
なZSK53 中で混合して加熱し、形成されたトナー組成物
を装置から除去する。冷却の後、約25ミクロン未満、
好ましくは約6〜約12ミクロンの体積メジアン直径を
有するトナー粒子を達成する目的で、例えばSturtevant
の超微粉砕機を使用して、トナー組成物を粉砕に供す
る。直径は、Coulter Counter により測定する。その
後、トナー微粒子、すなわち約4ミクロン体積メジアン
直径未満のトナー粒子を除去する目的で、例えばDonald
son Model B 分類装置を使用して、トナー組成物を分類
することができる。
In one embodiment, the monomer is about 1,000.
Waxy components having a low molecular weight of about 20,000, such as polyethylene, alkylenes such as polypropylene wax, and mixtures thereof can be admixed. The use of this type of component is desirable for certain toner applications. Suitable low molecular weight waxes such as polyethylene and polypropylene are disclosed in US Pat. No. 4,659,641.
Toner compositions can be prepared by a number of known methods, such as resin particles obtained by the method of the present invention, such as styrene butadiene copolymer and pigment particles,
For example, magnetite, carbon black, or mixtures thereof, and cyan, yellow, magenta, green, brown, red, or mixtures thereof, and preferably about 0.5% to about 5% charge enhancing additive, The toner composition formed is removed from the device by mixing and heating in a toner extruder, such as ZSK53 available from Werner Pfleiderer. Less than about 25 microns after cooling,
For the purpose of achieving toner particles preferably having a volume median diameter of about 6 to about 12 microns, eg Sturtevant
The toner composition is subjected to pulverization by using the ultra fine pulverizer. The diameter is measured with a Coulter Counter. Then, for the purpose of removing toner particles, ie toner particles having a volume median diameter of less than about 4 microns, for example, Donald
A son Model B classifier can be used to classify the toner composition.

【0040】トナーおよび現像剤組成物のために選択す
ることのできる、本発明の方法を用いて得られる適切な
トナー樹脂の例には、スチレンアクリレート、スチレン
ブタジエン、ビニル樹脂(単独重合体および2以上のビ
ニル単量体の共重合体を含み、ビニル単量体はスチレ
ン、p-クロロスチレン、ブタジエン、イソプレン、およ
びミルセンを含む)、ビニルエステル、例えばモノカル
ボン酸のエステル(メチルアクリレート、エチルアクリ
レート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレー
ト、ドデシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレ
ート、n-オクチルアクリレート、フェニルアクリレー
ト、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミド等を含む)が含まれる。好適なトナー樹脂には、
スチレンブタジエン共重合体、これらの混合物等が含ま
れる。他の好適なトナー樹脂には、スチレン/アクリレ
ート共重合体、PLIOLITES (登録商標)、および懸濁重
合したスチレンブタジエンが含まれる。米国特許第4,55
8,108 号を参照することができ、その開示を全てここに
援用する。
Examples of suitable toner resins obtainable using the method of the present invention that can be selected for toner and developer compositions include styrene acrylate, styrene butadiene, vinyl resins (homopolymers and 2 Including the copolymers of the above vinyl monomers, the vinyl monomers include styrene, p-chlorostyrene, butadiene, isoprene, and myrcene), vinyl esters such as esters of monocarboxylic acids (methyl acrylate, ethyl acrylate). , N-butyl acrylate, isobutyl acrylate, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, phenyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide and the like). Suitable toner resins include
Styrene-butadiene copolymers, mixtures thereof and the like are included. Other suitable toner resins include styrene / acrylate copolymers, PLIOLITES®, and suspension polymerized styrene butadiene. U.S. Pat.No. 4,555
Reference may be made to No. 8,108, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety.

【0041】トナー組成物において、樹脂粒子は、十分
な、ただし有効な量で、例えば約60〜約90重量%存
在する。よって、1重量%の電荷増強用添加物が存在
し、8重量%のカーボンブラックのような顔料または着
色剤がこれに含有されている場合、約91重量%の樹脂
を選択する。また、電荷増強用添加物を顔料粒子上に被
覆することもできる。被覆体として使用する場合、電荷
増強用添加物は、約0.1重量%〜約5重量%、好まし
くは約0.3重量%〜約1重量%の量で存在するものと
する。
In the toner composition, the resin particles are present in a sufficient but effective amount, for example from about 60 to about 90% by weight. Thus, if 1 wt% charge enhancing additive is present and contains 8 wt% pigment or colorant such as carbon black, then about 91 wt% resin is selected. Further, the charge enhancing additive may be coated on the pigment particles. When used as a coating, the charge enhancing additive shall be present in an amount of from about 0.1% to about 5%, preferably from about 0.3% to about 1%.

【0042】多数の周知の適切な顔料または染料をトナ
ー粒子のための着色剤として選択することができ、これ
には例えばカーボンブラック、例えばREGAL 330 (登録
商標)、ニグロシン染料、アニリンブルー、マグネタイ
ト、またはこれらの混合物が含まれる。好ましくはカー
ボンブラックである顔料は、トナー組成物を高度に着色
させるのに十分な量で存在するものとすべきである。一
般に、顔料粒子は、トナー組成物の全重量を基準とし
て、約1重量%〜約20重量%、好ましくは約2〜約1
0重量%の量で存在するものとするが、これより多いか
少ない含量粒子の量を選択することができる。
A number of well known suitable pigments or dyes can be selected as colorants for the toner particles, for example carbon blacks such as REGAL 330®, nigrosine dyes, aniline blue, magnetite, Or a mixture of these is included. The pigment, which is preferably carbon black, should be present in an amount sufficient to render the toner composition highly colored. Generally, the pigment particles comprise from about 1% to about 20% by weight, preferably from about 2 to about 1%, based on the total weight of the toner composition.
It is assumed that it is present in an amount of 0% by weight, but higher or lower content particles can be selected.

【0043】顔料粒子がマグネタイトから構成される場
合は、これにより場合によって単一成分のトナーを可能
とすることができ、このマグネタイトは、MAPICO BLACK
(登録商標)として市販されているものを含む酸化鉄
(FeO・Fe2O3 )の混合物とし、これらはトナー組成物中
に、約10重量%〜約70重量%の量で、好ましくは約
10重量%〜約50重量%の量で存在するものとする。
カーボンブラックとマグネタイトとの混合物を選択する
ことができ、約1〜約15重量%のカーボンブラック、
好ましくは約2〜約6重量%のカーボンブラックとし、
MAPICO BLACK(登録商標)のようなマグネタイトは、例
えば約5〜約60、好ましくは約10〜約50重量%の
量とする。
If the pigment particles are composed of magnetite, this can optionally enable a single-component toner, the magnetite being MAPICO BLACK.
A mixture of iron oxide, including those commercially available as (R) (FeO · Fe 2 O 3 ), which are in the toner composition in an amount of about 10 wt% to about 70 wt%, preferably from about It should be present in an amount of 10% to about 50% by weight.
A mixture of carbon black and magnetite can be selected, from about 1 to about 15% by weight carbon black,
Preferably about 2 to about 6% by weight carbon black,
Magnetite, such as MAPICO BLACK®, is present in an amount of, for example, about 5 to about 60, preferably about 10 to about 50% by weight.

【0044】本発明のトナー組成物と、流動性補助添加
物を含む外部添加物粒子とを配合することもでき、この
添加物は、通常はその表面に存在するものである。これ
らの添加物の例には、ヒュームドシリカ、例えばAEROSI
L (登録商標)、金属塩およびステアリン酸亜鉛を含む
脂肪酸の金属塩、酸化アルミニウム、酸化セリウム、お
よびこれらの混合物が含まれ、これらの添加物は、一般
に約0.1重量%〜約5重量%の量で、好ましくは約
0.1重量%〜約1重量%の量で存在するものとする。
前記した添加物の幾つかは、米国特許第3,590,000 号お
よび第3,800,588号に示されており、その開示を全てこ
こに援用する。
The toner composition of the present invention may be blended with external additive particles containing a flowability auxiliary additive, which additive is usually present on the surface thereof. Examples of these additives are fumed silica such as AEROSI.
L <(R)>, metal salts and metal salts of fatty acids including zinc stearate, aluminum oxide, cerium oxide, and mixtures thereof, these additives generally comprising from about 0.1% to about 5% by weight. %, Preferably about 0.1% to about 1% by weight.
Some of the aforementioned additives are set forth in US Pat. Nos. 3,590,000 and 3,800,588, the disclosures of which are incorporated herein in their entirety.

【0045】本発明の更なる観点では、AEROSIL (登録
商標)のようなヒュームドシリカに対して、約1重量%
〜約30重量%、好ましくは10重量%の量の電荷添加
物を用いて表面処理した後、これを0.1〜10、好ま
しくは0.1〜1重量%の量でトナーに添加することが
できる。
In a further aspect of the invention, about 1% by weight, based on fumed silica such as AEROSIL®.
Surface treatment with a charge additive in an amount of about 30% by weight, preferably 10% by weight, and then adding it to the toner in an amount of 0.1-10, preferably 0.1-1% by weight. You can

【0046】また、トナー組成物中に低分子量の蝋が含
まれるものとすることもでき、これは、例えばAllied C
hemical and Petrolite Corporation から市販されてい
るポリプロピレンおよびポリエチレン、Eastman Chemic
al Products, Inc. から市販されているEPOLENE N-15
(登録商標)、VISCOL 550-P(登録商標)、Sanyo Kase
i K.K.から市販されている低い重量平均分子量のポリプ
ロピレン、および類似する材料とする。選択される市販
のポリエチレンは、約1,000 〜約1,500 の分子量を有す
るが、トナー組成物のために利用する市販のポリプロピ
レンは、約4,000〜約5,000 の分子量を有すると考えら
れる。本発明で有用な多くのポリエチレンおよびポリプ
ロピレン組成物は、英国特許第1,442,835 号に示されて
おり、この開示を全てここに援用する。
It is also possible to include low molecular weight waxes in the toner composition, which may be, for example, Allied C
Eastman Chemic, polypropylene and polyethylene commercially available from hemical and Petrolite Corporation
EPOLENE N-15 available from al Products, Inc.
(Registered trademark), VISCOL 550-P (registered trademark), Sanyo Kase
Low weight average molecular weight polypropylene, commercially available from iKK, and similar materials. The commercial polyethylene selected has a molecular weight of about 1,000 to about 1,500, while the commercially available polypropylene utilized for the toner composition is believed to have a molecular weight of about 4,000 to about 5,000. Many polyethylene and polypropylene compositions useful in the present invention are set forth in British Patent No. 1,442,835, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety.

【0047】低分子量蝋材料は、本発明のトナー組成物
または重合体樹脂ビーズ中に種々の量で存在するものと
するが、一般にはこれらの蝋は、トナー組成物中に約1
重量%〜約15重量%の量で、好ましくは約2重量%〜
約10重量%の量で存在するものとし、ある態様におい
ては融着装置(fuser )ロールの離型剤として機能する
ことができる。
The low molecular weight wax materials will be present in the toner composition or polymer resin beads of the present invention in various amounts, but generally these waxes will be present in the toner composition at about 1%.
% To about 15% by weight, preferably about 2% to about
It should be present in an amount of about 10% by weight and, in some embodiments, can function as a release agent for fuser rolls.

【0048】本発明の範囲内に含まれるものとして、着
色したトナーおよび現像剤組成物があり、これはトナー
樹脂粒子、キャリヤー粒子、電荷増強用添加物(ここに
示した)、および顔料または着色剤としてレッド、ブル
ー、グリーン、ブラウン、マゼンタ、シアンおよび/ま
たはイエローの粒子、並びにこれらの混合物がある。
Included within the scope of this invention are pigmented toner and developer compositions, which include toner resin particles, carrier particles, charge enhancing additives (shown here), and pigments or pigments. Agents include red, blue, green, brown, magenta, cyan and / or yellow particles, and mixtures thereof.

【0049】更に詳しくは、電荷増強用添加物を用いた
現像剤組成物を利用するカラー画像の生成に関して、顔
料として選択し得るマゼンタ材料の例には、例えば2,9-
ジメチル置換キナクリドンおよびアントラキノン染料
(カラーインデックスにCl 60710、Cl Dispersed Red 1
5 として特定されている)、ジアゾ染料(カラーインデ
ックスにCl 26050、Cl Solvent Red 19 として特定され
ている)等が含まれる。顔料として使用し得るシアン材
料の例例には、銅テトラ-4- (オクタデシルスルホンア
ミド)フタロシアニン、X-銅フタロシアニン顔料(カラ
ーインデックスにCl 74160、Cl Pigment Blue として記
載されている)、およびAnthrathrene Blue (カラーイ
ンデックスにCl 69810、Special Blue X-2137 として特
定されている)等が含まれ、一方、選択し得るイエロー
顔料の例は、ジアリーリドイエロー3,3-ジクロロベンジ
デンアセトアセタニリド、モノアゾ顔料(カラーインデ
ックスにCl 12700、Cl Solvent Yellow 16として特定さ
れている)、ニトロフェニルアミンスルホンアミド(カ
ラーインデックスにForon Yellow SE/GLN 、Cl Dispers
ed Yellow 33として特定されている)、2,5-ジメトキシ
-4- スルホンアニリドフェニルアゾ-4'-クロロ-2,5- ジ
メトキシアセトアセタニリド、およびPermanent Yellow
FGLである。本発明の目的が達成される限り、前記した
顔料を種々の適切な量でトナー組成物に混和するものと
する。1つのある態様では、これらの着色顔料粒子は、
トナー組成物中で、トナー樹脂粒子の重量により計算し
て約2重量%〜約15重量%の量で存在するものとす
る。
More specifically, examples of magenta materials that can be selected as pigments for the production of color images utilizing developer compositions with charge enhancing additives include, for example, 2,9-
Dimethyl-substituted quinacridone and anthraquinone dyes (Cl 60710 for color index, Cl Dispersed Red 1
5)), diazo dyes (color index Cl 26050, Cl Solvent Red 19) and the like. Examples of cyan materials that can be used as pigments include copper tetra-4- (octadecyl sulfonamide) phthalocyanine, X-copper phthalocyanine pigment (described in the color index as Cl 74160, Cl Pigment Blue), and Anthrathrene Blue. (Identified as Cl 69810, Special Blue X-2137 in the color index) and the like, while examples of yellow pigments that may be selected are Diarylide Yellow 3,3-dichlorobenzidene acetoacetanilide, Monoazo pigments (color index Cl 12700, identified as Cl Solvent Yellow 16), nitrophenylamine sulfonamide (color index Foron Yellow SE / GLN, Cl Dispers
ed Yellow 33), 2,5-dimethoxy
-4-Sulfonanilide Phenylazo-4'-chloro-2,5-dimethoxyacetoacetanilide, and Permanent Yellow
It is FGL. As long as the object of the invention is achieved, the pigments mentioned above will be incorporated into the toner composition in various suitable amounts. In one aspect, these colored pigment particles are
It should be present in the toner composition in an amount from about 2% to about 15% by weight, calculated by weight of the toner resin particles.

【0050】現像剤組成物の処方のために、トナー粒子
キャリヤー成分、特にトナー組成物と逆の極性を摩擦電
気的に想定し得るものとを混合する。よって、キャリヤ
ー粒子は、正に荷電したトナー粒子が吸着してキャリヤ
ー粒子を囲繞できる負の極性のものを選択する。キャリ
ヤー粒子の例には、鉄粉末、スチール、ニッケル、鉄、
銅亜鉛フェライトを含むフェライト等が含まれる。加え
て、米国特許第3,847,604 号に示されたようなニッケル
ベリー(nickel berry)キャリヤーをキャリヤー粒子と
して選択することができ、この開示を全てここに援用す
る。選択したキャリヤー粒子は、被覆の有無に拘わらず
使用することができるが、被覆は一般にスチレンと、メ
チルメタクリレートと、トリエトキシシランのようなシ
ランとの三元共重合体を含有するものであり、米国特許
第3,526,533 号、米国特許第4,937,166 号、および米国
特許第4,935,326 号を参照することができ、これらの開
示を全てここに援用するものとするが、例えばKYNAR
(登録商標)とポリメチルメタクリレートとの混合物
(40/60 )が含まれる。被覆重量はここに示したように
変動し得るが、一般には約0.3〜約2、好ましくは約
0.5〜約1.5重量%の被覆重量を選択するものとす
る。
For the formulation of the developer composition, the toner particle carrier component, in particular the toner composition, is mixed with a triboelectrically envisaged opposite polarity. Therefore, the carrier particles are selected to have a negative polarity, which allows the positively charged toner particles to be adsorbed to surround the carrier particles. Examples of carrier particles include iron powder, steel, nickel, iron,
Ferrites including copper zinc ferrite are included. In addition, nickel berry carriers such as those shown in US Pat. No. 3,847,604 can be selected as carrier particles, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety. The selected carrier particles can be used with or without a coating, but the coating generally contains a terpolymer of styrene, methyl methacrylate, and a silane such as triethoxysilane, Reference may be made to US Pat. No. 3,526,533, US Pat. No. 4,937,166, and US Pat. No. 4,935,326, the disclosures of all of which are incorporated herein by reference, for example, KYNAR.
A mixture of (registered trademark) and polymethylmethacrylate (40/60) is included. The coat weight may vary as indicated herein, but generally a coat weight of about 0.3 to about 2, preferably about 0.5 to about 1.5% by weight should be selected.

【0051】更に、好ましくは球形の形状とするキャリ
ヤー粒子の直径は、一般に約50ミクロン〜約1,000 ミ
クロン、ある態様では約70〜約175ミクロンとし、
これによりこれらが現像過程の際に静電画像に付着する
のを回避する十分な密度および慣性を有することが可能
となる。キャリヤー成分は、種々の適切な組合せでトナ
ー組成物と混合することができるが、約10部〜約20
0重量部のキャリヤーに対して、1トナー当たり約1〜
約5部を選択した場合に最良の結果が得られる。
Further, the carrier particles, which are preferably spherical in shape, generally have a diameter of from about 50 microns to about 1,000 microns, and in one embodiment from about 70 to about 175 microns.
This allows them to have sufficient density and inertia to avoid sticking to the electrostatic image during the development process. The carrier component can be mixed with the toner composition in various suitable combinations, but from about 10 parts to about 20 parts.
About 1 to 1 toner per 0 part by weight of carrier
Best results are obtained when about 5 parts are selected.

【0052】本発明の組成物は、ここに示したような多
数の公知の方法によって調製することができ、これには
本発明の方法により得られたトナー樹脂粒子と、顔料粒
子または着色剤と、電荷増強用添加物とを押出溶融配合
した後、機械的に摩耗させることが含まれる。他の方法
には、スプレードライ、溶融分散、押出加工のような当
業界で周知のものが含まれる。また、ここで示したよう
に、塊状のトナーにおいて電荷増強用添加物を用いるこ
となくトナー組成物を調製した後、電荷用添加物で表面
処理したシリカを添加することもできる。
The compositions of the present invention can be prepared by a number of known methods, such as those shown herein, which include toner resin particles obtained by the method of the present invention and pigment particles or colorants. Mechanically abrading after extrusion-melt compounding with the charge enhancing additive. Other methods include those well known in the art such as spray drying, melt dispersion, extrusion. Further, as shown here, it is also possible to add the silica surface-treated with the charge additive after preparing the toner composition without using the charge enhancing additive in the lump toner.

【0053】トナーおよび現像剤組成物は、これらを正
または負に帯電させ得る限り、内部に慣用の光受容体を
内蔵する静電写真画像形成装置における使用のために選
択することができる。よって、トナーおよび現像剤組成
物は、米国特許第4,265,990号に開示されているものの
ような(この開示を全てここに援用する)負に帯電させ
得る層状の光受容体と共に使用することができる。画像
形成および印刷過程のために選択し得る無機光受容体の
例には、セレン、セレン合金、例えばセレンヒ素、セレ
ンテルル等、ハロゲンドープセレン物質、およびハロゲ
ンドープセレン合金が含まれる。電荷運搬および光生成
層を備える可撓性の層状画像形成部材を、画像形成およ
び印刷過程のために選択することができる。
Toner and developer compositions can be selected for use in electrostatographic imaging devices which incorporate conventional photoreceptors therein, so long as they can be positively or negatively charged. Thus, the toner and developer compositions can be used with negatively chargeable layered photoreceptors such as those disclosed in US Pat. No. 4,265,990, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety. Examples of inorganic photoreceptors that may be selected for the imaging and printing processes include selenium, selenium alloys such as selenium arsenic, selenium tellurium, halogen-doped selenium materials, and halogen-doped selenium alloys. Flexible layered imaging members with charge transport and photogenerating layers can be selected for the imaging and printing process.

【0054】調製の後にトナー組成物を通常は噴射して
類別し、約5〜約25ミクロンの好適な平均直径、更に
好ましくは約8〜約12ミクロンのトナー粒子を可能と
する。また、トナー組成物は、公知の電荷スペクトログ
ラフにより測定したものとして、好ましくはミクロン当
たり約0.1〜約2フェムトクーロンの摩擦電気電荷を
有する。トナーのための混合時間は、公知の電荷スペク
トログラフにより測定したものとして、約5秒〜1分、
更に好ましくは約5〜約15秒とする。迅速な混合特性
を備えるこれらのトナー組成物は、例えば静電写真画像
形成装置において画像の現像を可能とし、場合によって
は例えば毎分20グラムを越える高いトナー分配速度で
あっても、この画像は沈着したバックグラウンドを実質
的に有さず、更にこの種のトナー組成物は、高速電子写
真装置、すなわち毎分70コピーを越えるもののために
選択することができる。
After preparation, the toner composition is typically jetted and graded to allow toner particles of a suitable average diameter of from about 5 to about 25 microns, more preferably from about 8 to about 12 microns. The toner composition also preferably has a triboelectric charge of from about 0.1 to about 2 femto coulombs per micron, as measured by known charge spectrographs. The mixing time for the toner is about 5 seconds to 1 minute, as measured by known charge spectrograph,
More preferably, it is about 5 to about 15 seconds. These toner compositions with rapid mixing properties enable development of the image in, for example, an electrostatographic imaging device, and in some cases even at high toner dispense rates, eg, greater than 20 grams per minute, the image is Toner compositions of this type, which are substantially free of deposited background, can be selected for high speed electrophotographic machines, ie, greater than 70 copies per minute.

【0055】また、本発明の樹脂から調製されたトナー
組成物は、望ましい狭い電荷分布、約0.1〜約5重量
%の1つのある態様の電荷増強用添加物を用いた場合に
公知のファラデー箱法により測定したものとして、グラ
ム当たり好ましくは10〜約50、更に好ましくは約1
0〜約35マイクロクーロンの最適な電荷摩擦帯電値、
および電荷スペクトログラフにより測定したものとして
15秒未満、更に好ましくはある態様において約1〜約
14秒の迅速な混合帯電時間を有する。
Toner compositions prepared from the resins of the present invention are also known when using one aspect of the charge enhancing additives of the desired narrow charge distribution, about 0.1 to about 5% by weight. Preferably 10 to about 50, more preferably about 1 per gram as measured by the Faraday Box method.
Optimal charge triboelectric charging value from 0 to about 35 microcoulombs,
And having a rapid charge time of less than 15 seconds as measured by a charge spectrograph, and more preferably in some embodiments from about 1 to about 14 seconds.

【0056】[0056]

【実施例】本発明の種々のある態様を更に特定するため
に以下の実施例を示すが、これらの実施例は、本発明の
範囲を説明することを意図するものであり、限定するも
のではないことを銘記すべきである。特に示さない限
り、部および%は重量を基準とする。比較例も併せて示
す。
EXAMPLES The following examples are provided to further identify certain aspects of the present invention, which are intended to illustrate, but not limit, the scope of the invention. It should be noted that there is no. Parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. A comparative example is also shown.

【0057】比較例1を除く全ての方法の実施例では、
実施例1で説明するような超音波放射源を利用し、低い
温度は40〜70℃とした。比較例およびデータも併せ
て示す。
In all of the method examples except Comparative Example 1,
An ultrasonic radiation source as described in Example 1 was used and the low temperature was 40-70 ° C. Comparative examples and data are also shown.

【0058】比較例1 安定なフリーラジカル試薬を用いないスチレンの懸濁フ
リーラジカル重合 水(100ミリリットル)中の、アルカノール(Alkano
l 、48ミリグラム)溶液中リン酸三カルシウム(3.
0グラム)と、デュポン(DuPont)から入手可能なスル
ホン酸ナフタレンとの懸濁物を、改良したParr反応器に
添加し、窒素でパージしながら反応器を30分かけて8
0℃に加熱した。平方インチ当たり60ポンドの窒素の
下で、スチレン(78グラム、0.75モル)中の過酸
化ベンゾイル(2.0グラム、0.008 モル)の溶液を反
応器に添加し、80℃で3時間20分間反応を続けた。
その後95℃に加熱し、その温度で更に2時間20分間
反応を続けた。表1に示す時間間隔または反応時間
(分)で反応器からサンプルを取り出し(特に示さない
限り実施例においては0.5〜1.0グラム)、冷却
し、濃硝酸で処理して懸濁試薬を溶解させ、水で濯いで
乾燥させた。中間体材料および最終ポリスチレン生成物
の分子量特性を表1に示す。PDと表記した欄に多分散
性(Mw/Mn)を示す。
Comparative Example 1 Styrene suspension suspension without using stable free radical reagent
Alkanol (Alkano) in free radical polymerized water (100 ml)
l, 48 mg) tricalcium phosphate (3.
0 grams) and naphthalene sulfonate available from DuPont are added to the modified Parr reactor and the reactor is purged with nitrogen for 8 minutes over 8 minutes.
Heated to 0 ° C. Under 60 pounds of nitrogen per square inch, a solution of benzoyl peroxide (2.0 grams, 0.008 moles) in styrene (78 grams, 0.75 moles) was added to the reactor and heated at 80 ° C for 3 hours 20 hours. The reaction was continued for a minute.
Then, it heated at 95 degreeC and continued the reaction at that temperature for 2 hours and 20 minutes. Samples were removed from the reactor at the time intervals or reaction times (minutes) shown in Table 1 (0.5-1.0 grams in the examples unless otherwise indicated), cooled, treated with concentrated nitric acid and suspended reagent. Was dissolved, rinsed with water and dried. The molecular weight characteristics of the intermediate material and the final polystyrene product are shown in Table 1. Polydispersity (Mw / Mn) is shown in the column labeled PD.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】実施例1 安定なフリーラジカル試薬(TEMPO )を用い超音波放射
を介するスチレンの塊状重合 溶液を加熱するためにビーカーの下に油浴を備えた50
0ミリリットルの金属ビーカーに対し、スチレン単量体
(15グラム、0.144モル)、過酸化ベンゾイル
(0.052グラム、0.215ミリモル)、および安
定なニトロキシドラジカル、TEMPO (0.045グラ
ム、0.288ミリモル)を添加する。加熱して溶液の
温度を60℃とした後、300ワットモデル超音波ホー
ン(Cole-Parmer 超音波ホモジェナイザー4710ホーン)
を単量体溶液中に載置し、動力調節設定を30分間設定
番号9に入れる。超音波エネルギーが単量体溶液に加え
られる際に、金属ビーカーを油浴中で四方に動かし、重
合の間に溶液の適切な混合が与えられるようにする。こ
の段階で、溶液のサンプルを取り出した後、超音波エネ
ルギーを更に30分間継続させる。この重合手順を合計
で4時間続ける。サンプル(特に示さない限り各実施例
において0.5〜1.0グラム)を30分毎に反応混合
物から取り出し、ポリスチレン生成物の分子量特性を測
定する。ポリスチレンについてのMnは30,826、Mwは
38,965、およびPD、多分散性は1.26である。Mn
およびMwは、2,000,000 〜500 ダルトンの範囲のポリ
スチレン標準品を用いて較正した屈折率検出器、HP1047
A を備えたHewlett Packard ゲル浸透クロマトグラフモ
デルHP1090を使用して評価する。
Example 1 Ultrasonic irradiation using a stable free radical reagent (TEMPO)
50 equipped with an oil bath under the beaker to heat the bulk polymerization solution of styrene through
Styrene monomer (15 grams, 0.144 moles), benzoyl peroxide (0.052 grams, 0.215 millimoles), and a stable nitroxide radical, TEMPO (0.045 grams, per 0 milliliter metal beaker). 0.288 mmol) is added. After heating to a solution temperature of 60 ° C, 300 watt model ultrasonic horn (Cole-Parmer ultrasonic homogenizer 4710 horn)
Is placed in the monomer solution and the power adjustment setting is put in setting number 9 for 30 minutes. When ultrasonic energy is applied to the monomer solution, the metal beaker is moved in all directions in an oil bath to provide proper mixing of the solution during polymerization. At this stage, ultrasonic energy is continued for another 30 minutes after the sample of the solution is removed. This polymerization procedure is continued for a total of 4 hours. Samples (0.5 to 1.0 grams in each example unless otherwise indicated) are removed from the reaction mixture every 30 minutes and the molecular weight characteristics of the polystyrene product are measured. Mn for polystyrene is 8,826 and Mw is
38,965, and PD, polydispersity is 1.26. Mn
And Mw are refractive index detectors, HP1047, calibrated with polystyrene standards ranging from 2,000,000 to 500 Daltons.
Evaluate using a Hewlett Packard gel permeation chromatograph model HP1090 with A.

【0061】実施例1は、溶剤の不存在下または塊状で
反応を簡便に実施できることを示す。TEMPO 対過酸化ベ
ンゾイルの分子比は1.3:1であり、これは最適の比
率である。この実施例は、優れた高い分子量を有する重
合体をなお製造しながら、低い反応温度および短い時間
で、スチレンの緩和したフリーラジカル重合のための全
体的な反応温度を達成できることも示す。
Example 1 shows that the reaction can be conveniently carried out in the absence of solvent or in bulk. The molecular ratio of TEMPO to benzoyl peroxide is 1.3: 1, which is the optimum ratio. This example also shows that overall reaction temperatures for moderated free radical polymerization of styrene can be achieved at low reaction temperatures and short times, while still producing polymers with excellent high molecular weight.

【0062】実施例2 安定なフリーラジカル試薬(4-オキソ-TEMPO)を用い超
音波放射を介するn-ブチルアクリレートの塊状重合 溶液を加熱するためにビーカーの下に油浴を備えた50
0ミリリットルの金属ビーカーに対し、n-ブチルアクリ
レート単量体(15グラム、0.117モル)、アゾビ
スイソブチロニトリル(AIBN)(0.050グラム、
0.291ミリモル)、および安定なニトロキシドラジ
カル、4-オキソ-TEMPO(0.085グラム、0.500
ミリモル)を添加する。加熱して溶液の温度を50℃と
した後、300ワットモデルの超音波ホーンを単量体溶
液中に載置し、動力調節設定を30分間設定番号9に入
れる。超音波エネルギーが単量体溶液に加えられる際
に、金属ビーカーを油浴中で四方に動かし、重合の間に
溶液の適切な混合が与えられるようにする。この段階
で、ピペットを使用して溶液のサンプル(0.5〜1.
0グラム)を取り出した後、超音波エネルギーを更に3
0分間継続させる。この重合手順を合計で4時間続け
る。0.5〜1.0グラムのサンプルを30分毎に反応
混合物から取り出し、ポリ(n-ブチルアクリレート)生
成物の分子量特性を測定する。ポリ(n-ブチルアクリレ
ート)についてのMnは7,939 、Mwは12,247、および
PD、多分散性は1.54である。MnおよびMwは、
2,000,000 〜500 ダルトンの範囲のポリスチレン標準品
を用いて較正した屈折率検出器、HP1047A を備えたHewl
ett Packard ゲル浸透クロマトグラフモデルHP1090を使
用して評価する。
Example 2 Using a stable free radical reagent (4-oxo-TEMPO)
50 equipped with an oil bath under the beaker to heat the bulk polymerization solution of n-butyl acrylate via sonication
N-butyl acrylate monomer (15 grams, 0.117 mol), azobisisobutyronitrile (AIBN) (0.050 grams, per 0 milliliter metal beaker)
0.291 mmol), and a stable nitroxide radical, 4-oxo-TEMPO (0.085 grams, 0.500).
Mmol) is added. After heating to bring the temperature of the solution to 50 ° C., place a 300 watt model ultrasonic horn in the monomer solution and put the power adjustment setting in setting number 9 for 30 minutes. When ultrasonic energy is applied to the monomer solution, the metal beaker is moved in all directions in an oil bath to provide proper mixing of the solution during polymerization. At this stage, a sample of the solution (0.5-1 ..
After taking out 0 gram), add 3 more ultrasonic energy.
Continue for 0 minutes. This polymerization procedure is continued for a total of 4 hours. A 0.5-1.0 gram sample is removed from the reaction mixture every 30 minutes to determine the molecular weight profile of the poly (n-butyl acrylate) product. The Mn for poly (n-butyl acrylate) is 7,939, Mw is 12,247, and PD, polydispersity is 1.54. Mn and Mw are
Hewl with an HP1047A refractive index detector calibrated with polystyrene standards ranging from 2,000,000 to 500 Daltons
Evaluate using the ett Packard gel permeation chromatograph model HP1090.

【0063】実施例2は、溶剤の不存在下または塊状で
反応を簡便に実施できることを示す。TEMPO 対過酸化ベ
ンゾイルの分子比は1.7:1であり、これはこの実施
例については最適の比率であるとは考えられず、最適化
した比率であれば得られた1.54より狭い多分散性が
可能であろう。この実施例も、低い反応温度および短い
時間で、n-ブチルアクリレートの緩和したフリーラジカ
ル重合のための全体的な反応温度を達成できることを示
す。
Example 2 shows that the reaction can be conveniently carried out in the absence of solvent or in bulk. The molecular ratio of TEMPO to benzoyl peroxide was 1.7: 1, which is not considered to be the optimum ratio for this example, and the optimized ratio is narrower than the 1.54 obtained. Polydispersity will be possible. This example also shows that at low reaction temperatures and short times, the overall reaction temperature for moderated free radical polymerization of n-butyl acrylate can be achieved.

【0064】実施例3 磁性トナーの調製および評価 実施例2の安定なフリーラジカル重合方法によって得ら
れた重合体樹脂(混合物合計の74重量%)は、10重
量%のREGAL 330 (登録商標)カーボンブラックおよび
16重量%のMAPICO BLACK(登録商標)マグネタイトと
共に120℃で押し出し、押出物をワーリングブレンダ
ー中で微粉砕して噴射し、8ミクロン数平均の大きさと
した粒子とすることができる。正に荷電した磁性トナー
は、0.12グラムの1:1重量比率のAEROSIL R972
(登録商標)(Degussa Chemicals)およびTP-302、ナ
フタレンスルホン酸と4級アンモニウム塩(Nachem/Hod
ogaya SI)電荷調節剤を用いて噴射させたトナー(2グ
ラム)を表面処理することによって調製することができ
る。
Example 3 Preparation and Evaluation of Magnetic Toner The polymer resin obtained by the stable free radical polymerization method of Example 2 (74% by weight of the total mixture) was 10% by weight of REGAL 330® carbon. It can be extruded with black and 16 wt% MAPICO BLACK® magnetite at 120 ° C. and the extrudate milled in a Waring blender and jetted into 8 micron number average sized particles. Positively charged magnetic toner is 0.12 grams of AEROSIL R972 in a 1: 1 weight ratio.
(Registered trademark) (Degussa Chemicals) and TP-302, naphthalenesulfonic acid and quaternary ammonium salt (Nachem / Hod
ogaya SI) can be prepared by surface treating toner (2 grams) jetted with a charge control agent.

【0065】その後、3.34重量部の前記トナー組成
物を、70重量%のKYNAR (登録商標)、フッ化ポリビ
ニリデン及び30重量%のポリメチルメタクリレートを
含有する上部の重合体混合物(被覆重量は約0.9%で
ある)を有し、直径98ミクロンのスチールコアを含む
96.66重量部のキャリヤーと混合することにより、
現像剤組成物を調製することができる。カスケード現像
を使用し、「ネガの」標的を使用してゼロックスモデル
D光受容体を現像することができる。露光は5〜10秒
に設定することができ、負のバイアスを使用して光受容
体からペーパーにポジのトナー画像を暗転写することが
できる。
Thereafter, 3.34 parts by weight of the above toner composition was added to an upper polymer mixture (coating weight: 70% by weight KYNAR®, polyvinylidene fluoride and 30% by weight polymethylmethacrylate). Is about 0.9%), and by mixing with 96.66 parts by weight of a carrier comprising a steel core having a diameter of 98 microns,
A developer composition can be prepared. Cascade development can be used to develop Xerox Model D photoreceptors using "negative" targets. The exposure can be set to 5-10 seconds and a negative bias can be used to dark transfer the positive toner image from the photoreceptor to the paper.

【0066】融着の評価は、毎秒3インチで作動させた
ゼロックス5028(登録商標)ソフトシリコーンロール融
着装置を用いて行うことができる。
Fuse evaluation can be carried out using a Xerox 5028® soft silicone roll fusing device operating at 3 inches per second.

【0067】安定なフリーラジカル試薬を用いることな
くフリーラジカル重合方法によって合成した樹脂から調
製したトナーが、広い多分散性を与えるのに対して、ト
ナーとして狭い多分散性を有する安定なフリーラジカル
重合重合体の最小定着およびホットオフセット温度(゜
F)は、改良されることが期待される。実際の融着装置
ロール温度は、Omega 高温計を使用して測定することが
でき、ワックスベーパー指示器を用いてチェックした。
融着後にペーパーに付着した現像したトナー画像の程度
は、スコッチ(登録商標)テープテストを使用して評価
する。定着レベルは優れていると期待され、高い分子量
および狭い多分散性を備える樹脂を有するトナーを調製
するための他の方法から調製されるトナー組成物を用い
て得られる定着と対比し得る。濃度計により測定したも
のとして、テープ片を除去した後に、典型的には95%
を越えるトナー画像が、コピーシートに固定されたまま
残る。
While a toner prepared from a resin synthesized by a free radical polymerization method without using a stable free radical reagent gives a wide polydispersity, a stable free radical polymerization having a narrow polydispersity as a toner. The minimum fixing and hot offset temperature (° F) of the polymer are expected to be improved. The actual fuser roll temperature can be measured using an Omega pyrometer and checked using a wax vapor indicator.
The extent of the developed toner image on the paper after fusing is evaluated using the Scotch tape test. Fixing levels are expected to be excellent and can be compared to fixings obtained with toner compositions prepared from other methods for preparing toners having resins with high molecular weight and narrow polydispersity. Typically 95% after stripping the tape as measured by a densitometer
Toner images that exceed 100 mm remain fixed on the copy sheet.

【0068】アルミニウムの支持基体と、三方晶系セレ
ンの光生成層と、アリールアミンN,N'- ジフェニル-N,
N'-ビス(3-メチルフェニル)1,1'- ビフェニル-4,4'-
ジアミン(55重量%のポリカーボネートMAKROLON(登
録商標)に分散させた45重量%)とにより構成される
負に荷電した層状の画像形成部材を備えたゼログラフ画
像形成試験装置で画像を現像することができ(米国特許
第4,265,990 号を参照することができる)、実施例1お
よび2の重合体生成物から調製したトナー組成物を用い
た画像は、約75,000画像形成サイクルを越えると考えら
れる延長された回数の画像形成サイクルに渡って、バッ
クグラウンド付着のない優れた品質および高い解像度の
ものと期待される。
A supporting substrate of aluminum, a photogenerating layer of trigonal selenium, and an arylamine N, N'-diphenyl-N,
N'-bis (3-methylphenyl) 1,1'-biphenyl-4,4'-
Images can be developed in a xerographic imaging tester equipped with a negatively charged layered imaging member composed of a diamine (45% by weight dispersed in 55% by weight polycarbonate MAKROLON®). (See US Pat. No. 4,265,990), images with toner compositions prepared from the polymer products of Examples 1 and 2 have been shown to have extended times beyond about 75,000 imaging cycles. Is expected to be of excellent quality and high resolution with no background deposits over the entire imaging cycle.

【0069】本発明の重合体および共重合体から従来の
手段によって他のトナー組成物を容易に調製することが
でき、これには着色したトナー、単一成分トナー、多成
分トナー、特定の性能添加物を含有するトナー等が含ま
れる。
Other toner compositions can be readily prepared from the polymers and copolymers of the invention by conventional means, including colored toners, single component toners, multicomponent toners, and specific performance toners. Toners containing additives and the like are included.

【0070】[0070]

【発明の効果】前記した安定なフリーラジカル試薬で緩
和した重合方法を広範な有機単量体に適用して、所望の
電子写真特性、被覆等を有する新規なトナー樹脂材料を
提供することができる。例えば、ブロック共重合体は、
光受容体顔料のための分散体として選択することができ
る。多重モダリティの樹脂は低融点トナー樹脂として利
用することができ、ある種の単一モダリティの樹脂を使
用して、カーボンブラックおよび他の顔料粒子の表面を
改変し、顔料粒子をホスト重合体または分散媒体に対し
てより混和性とすることができる。更に、狭い(PD)
分子量樹脂、例えばポリ(スチレン−ブタジエン)は、
複写用途のための改良されたトナー樹脂として選択する
ことができる。
Industrial Applicability The above-described stable free radical reagent-relaxed polymerization method can be applied to a wide range of organic monomers to provide a novel toner resin material having desired electrophotographic characteristics, coating and the like. . For example, the block copolymer is
It can be selected as the dispersion for the photoreceptor pigment. Multiple modality resins can be utilized as low melting toner resins, and some single modality resins can be used to modify the surface of carbon black and other pigment particles to make the pigment particles a host polymer or dispersion. It can be more miscible with the medium. Furthermore, it is narrow (PD)
Molecular weight resins such as poly (styrene-butadiene) are
It can be selected as an improved toner resin for copying applications.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター エム.カツマイアー カナダ国 エル5エル 1イー5 オンタ リオ州 ミシサウガ カウンシル リング ロード 2421 (72)発明者 マイケル ケイ.ジョージス カナダ国 エヌ1ジー 3エヌ8 オンタ リオ州 ゲルフ アイロンウッド ロード 384 (72)発明者 ゴードン ケイ.ハマー カナダ国 エル5エル 2ピー4 オンタ リオ州 ミシサウガ サウス ミルウェイ ナンバー1−2280 (72)発明者 リチャード ピー.エヌ.ヴェレジン カナダ国 エル5エル 5シー3 オンタ リオ州 ミシサウガ チェリントン クレ セント 3515 (72)発明者 マーコ ディー.サバン カナダ国 エム9ビー 4エヌ1 オンタ リオ州 エトビコーク チャールストン ロード 65 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Peter M. Katmaier Canada El 5 El 1 E 5 Mississauga Council, Ontario Ring Road 2421 (72) Inventor Michael Kay. Georges Canada N 1 G 3 N 8 Guelph Ironwood Road, Ontario 384 (72) Inventor Gordon Kay. Hummer Canada L5L2P4 Missouriau, South Ontario South Milway No. 1-2280 (72) Inventor Richard P.H. N. Verezin Canada El 5 El 5 Sea 3 Mississauga, State of Ontario Cherrington Crescent 3515 (72) Inventor Markody. Savan Canada M9B4N1Entobi Cork Charleston Road 65

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱可塑性樹脂の調製のためのフリーラジ
カル重合方法において、 フリーラジカル開始剤と、安定なフリーラジカル試薬
と、少なくとも1つの重合性単量体化合物との混合物を
加熱し、前記加熱は、超音波放射の存在下で約40〜約
100℃の温度で行うものとし、 前記混合物を冷却し、必要に応じて前記熱可塑性樹脂を
単離し、前記熱可塑性樹脂を洗浄して乾燥させることを
含むことを特徴とする熱可塑性樹脂の調製のためのフリ
ーラジカル重合方法。
1. A method of free radical polymerization for the preparation of a thermoplastic resin, wherein a mixture of a free radical initiator, a stable free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound is heated and the heating is carried out. Is performed at a temperature of about 40 to about 100 ° C. in the presence of ultrasonic radiation, the mixture is cooled, the thermoplastic resin is isolated if necessary, and the thermoplastic resin is washed and dried. A free radical polymerization method for the preparation of a thermoplastic resin, comprising:
【請求項2】 結果として少なくとも約50%の、単量
体から1または複数の樹脂への高い変換率で1または複
数の熱可塑性樹脂が得られ、その1または複数の樹脂
は、約1.05〜約1.95の優れた多分散性を有する
請求項1記載のフリーラジカル重合方法。
2. One or more thermoplastic resins are obtained with a high conversion of monomer to one or more resins of at least about 50%, the one or more resins comprising about 1. The free radical polymerization process of claim 1 having an excellent polydispersity of from 05 to about 1.95.
【請求項3】 前記結果として得られる生成物樹脂に
対し、フリーラジカル開始剤と、安定なフリーラジカル
試薬と、少なくとも1つの重合性単量体化合物とを含む
第2の混合物を添加し、ここで前記第2の混合物の前記
重合性単量体化合物は、前記第1の混合物の前記重合性
単量体化合物と同一の成分を含有し、前記第2の混合物
の前記フリーラジカル開始剤および前記安定なフリーラ
ジカル試薬は、前記第1の混合物の前記フリーラジカル
開始剤および前記安定なフリーラジカル試薬と同一また
は異なり、かくして組み合わされた混合物を形成し、 前記組み合わされた混合物を加熱し、前記第1の中間生
成物樹脂と添加した前記第2の単量体とから形成された
第1の生成物樹脂と、前記第2の単量体から形成された
第2の生成物樹脂とからなる熱可塑性樹脂の混合物を含
む第3の混合物を形成し、 前記第3の混合物を冷却することを含み、 前記第1の生成物樹脂および前記第2の生成物樹脂は、
それぞれ約1.05〜約1.95の狭い多分散性を有
し、前記加熱は、超音波放射の存在下で約40〜約10
0℃の温度で行う請求項1記載のフリーラジカル重合方
法。
3. A second mixture comprising a free radical initiator, a stable free radical reagent, and at least one polymerizable monomer compound is added to the resulting product resin, wherein: And wherein the polymerizable monomer compound of the second mixture contains the same components as the polymerizable monomer compound of the first mixture, and the free radical initiator of the second mixture and the The stable free radical reagent is the same as or different from the free radical initiator and the stable free radical reagent of the first mixture, thus forming a combined mixture, heating the combined mixture, and heating the combined mixture. A first product resin formed from the first intermediate product resin and the added second monomer, and a second product resin formed from the second monomer. Comprising forming a third mixture comprising a mixture of a thermoplastic resin, wherein the third mixture comprises cooling the said first product resin and said second product resin,
Each has a narrow polydispersity of about 1.05 to about 1.95, and the heating is about 40 to about 10 in the presence of ultrasonic radiation.
The free radical polymerization method according to claim 1, which is carried out at a temperature of 0 ° C.
【請求項4】 トナーの調製方法において、超音波放射
の存在下で約50℃〜約100℃で、フリーラジカル開
始剤と、安定なフリーラジカル試薬と、顔料と、少なく
とも1つの単量体成分との混合物を加熱することを含
み、樹脂は、約1.05〜約1.95の多分散性と、少
なくとも約50%の単量体から樹脂への変換率とを有す
ることを特徴とするトナーの調製方法。
4. A method of preparing a toner comprising: a free radical initiator, a stable free radical reagent, a pigment, and at least one monomer component at about 50 ° C. to about 100 ° C. in the presence of ultrasonic radiation. Heating the mixture with the resin, the resin having a polydispersity of about 1.05 to about 1.95 and a monomer to resin conversion of at least about 50%. Toner preparation method.
JP30395695A 1994-12-01 1995-11-22 Free-radical polymerizing method and preparation of toner Withdrawn JPH08208729A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US348021 1982-02-11
US34802194A 1994-12-01 1994-12-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08208729A true JPH08208729A (en) 1996-08-13

Family

ID=23366336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30395695A Withdrawn JPH08208729A (en) 1994-12-01 1995-11-22 Free-radical polymerizing method and preparation of toner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08208729A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3496764B2 (en) Acrylate polymerization method
KR100260274B1 (en) Polymerization process and toner compositions therefrom
US5608023A (en) Rate enhanced polymerization processes
US5723511A (en) Processes for preparing telechelic, branched and star thermoplastic resin polymers
JP3695797B2 (en) Polymer and polymerization method
JP3893193B2 (en) Stable free radical polymerization process and composition thereof
US6121397A (en) Polymerization processes using oligomeric compound, monomer and surfactant
US20050158649A1 (en) Chemical toner
US6075105A (en) Polymerization processes and resin particles formed thereby
JPH08269107A (en) Free radical polymerization method
JPH08208729A (en) Free-radical polymerizing method and preparation of toner
EP0754196B1 (en) Aqueous polymerization processes
EP0780733A1 (en) Polymerization multiblock copolymer process and compositions thereof
JPH08208730A (en) Free-radical polymerizing method
JPS63309967A (en) Electrostatic latent image developing toner
JPS62108261A (en) Production of toner for electrophotography
JPH04181950A (en) Electrostatic charge developing toner and production thereof
JPS63271467A (en) Production of toner for electrophotography
MXPA96004554A (en) Acu plumbing processes
JPS6333753A (en) Production of toner for electrophotography
JPH05303231A (en) Colored polymer particles and production thereof
JPH01108555A (en) Production of toner for developing electrostatic charge image

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030204