JPH08208730A - Free-radical polymerizing method - Google Patents

Free-radical polymerizing method

Info

Publication number
JPH08208730A
JPH08208730A JP30395795A JP30395795A JPH08208730A JP H08208730 A JPH08208730 A JP H08208730A JP 30395795 A JP30395795 A JP 30395795A JP 30395795 A JP30395795 A JP 30395795A JP H08208730 A JPH08208730 A JP H08208730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mixture
free radical
resin
polymerization
heating
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Withdrawn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
JP30395795A
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 JPH08208730A publication Critical patent/JPH08208730A/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Withdrawn legal-status Critical Current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 the first mixture comprising a free-radical initiator, a stable free-radical reagent, and at least one polymerizable monomer to form the first intermediate resin, cooling and isolating the first intermediate resin, adding the second mixture contg. at least one polymerizable monomer different from the monomer in the first mixture, heating to form the third mixture, cooling it, isolating the resulting resin, and if necessary washing and drying the resin. The heating is performed at about 40-100°C under ultrasonic irradiation. 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 continuously.
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。特に、
スチレンアクリレートの共重合体のようなマルチブロッ
クの調製方法に関する。
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 In particular,
It relates to a method for preparing multi-blocks such as copolymers of styrene acrylate.

【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】狭い、分子量分散又は多分散性を有するポ
リマー又はコポリマーを調製する1つの方法は、アニオ
ンプロセスである。工業的な応用で狭い多分散性を有す
る樹脂の用途と利用とは、本来限られている。アニオン
重合プロセスが大気の酸素や湿度なく実施され、扱いの
難しさと危険な開始剤を要求するからである。かくし
て、このような重合方法は、一般に小さなバッチ反応器
に限られている。更に、利用するモノマーや溶媒が、高
い純度と無水性でなければならない。それは、アニオン
プロセスをその様な要求を要しない代わりの方法よりも
ずっと費用を高くする。ゆえに、上記のアニオンプロセ
スの欠点なく、狭い分子量分布樹脂を提供するフリーラ
ジカル重合法を提供することが望ましい。
One method for preparing narrow, molecular weight disperse or polydisperse polymers or copolymers is the anionic process. The applications and uses of resins having narrow polydispersity in industrial applications are inherently limited. This is because the anionic polymerization process is carried out in the absence of atmospheric oxygen and humidity and requires a difficult to handle and dangerous initiator. Thus, such polymerization processes are generally limited to small batch reactors. Furthermore, the monomers and solvents utilized must be highly pure and anhydrous. It makes the anion process much more expensive than alternative methods that do not require such requirements. Therefore, it is desirable to provide a free radical polymerization process that provides a narrow molecular weight distribution resin without the drawbacks of the anionic processes described above.

【0004】ソロモン等の米国特許第4581429号
は、ポリマー鎖の成長を制御するフリーラジカル重合法
であって、ブロック及びグラフト共重合体を含む、主に
短い鎖の又はオリゴマー的なホモポリマー及びコポリマ
ーを提供する方法を開示している。
US Pat. No. 4,581,429 to Solomon et al. Is a free-radical polymerization process for controlling the growth of polymer chains which comprises predominantly short chain or oligomeric homopolymers and copolymers, including block and graft copolymers. Are disclosed.

【0005】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.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】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 process for the preparation of narrow polydisperse polymeric resins by free-radical polymerization techniques which are economical and scalable. While avoiding problems such as gel formation, heat generation, multi-step reaction system with limited capacity, purification, performance characteristics of polymer chain products, etc., which accompany the methodology of free radical polymerization by, for example, hardness, low gel content, It retains many or all of its desirable physical properties such as processability, transparency and 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.

【0007】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 also 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.

【0008】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100、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。
It is an object of the present invention to use ultrasonic energy to select narrow temperatures, for example from about 40 to about 100, more particularly from about 50 to about 70 ° C., a narrow polydisperse homopolymer or It is to provide a free radical polymerization reaction system which gives a copolymer thermoplastic resin product.

【0009】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 the present 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.

【0010】更に、本発明の他の目的は、開始のために
超音波エネルギを利用するリビング安定フリーラジカル
重合法であって、例えば、超音波がモノマーの重合に適
用され、かくして、重合温度を低下し、ホモポリマーと
ブロック共重合体を発生できる方法を提供することにあ
る。
Yet another object of the present invention is a living stable free radical polymerization process which utilizes ultrasonic energy for initiation, wherein, for example, ultrasonic waves are applied to the polymerization of the monomers, thus increasing the polymerization temperature. It is an object of the present invention to provide a method capable of reducing a homopolymer and a block copolymer.

【0011】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.

【0012】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%.

【0013】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、マルチ(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、A
A、AB、BA、AAA、ABA、BAB、AABBA
B、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,
Provide a stable free radical polymerization method for obtaining, for example, styrene homopolymers, random copolymers, block copolymers, multi-block copolymers, etc., especially styrene acrylate, styrene methacrylate, styrene butadiene. Generally, A, A
A, AB, BA, AAA, ABA, BAB, AABBA
It is intended that B, ABC, homopolymers and copolymers can be obtained by the method of the present invention in its various aspects.

【0014】[0014]

【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本発明により、達成するこ
とができる。
These and other objects of the present invention can be achieved by the present invention by a free radical polymerization process carried out at low temperatures using ultrasonic radiation.

【0015】本発明は、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からなる第1の混合物を加熱し、第
1の中間生成物樹脂を形成し、前記第1の混合物を冷却
し、前記第1の中間生成物樹脂を単離し、前記第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異なり、かくして組み合わさ
れた混合物が形成され、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の生成物樹脂からなる熱可
塑性樹脂からなる第3の混合物を形成し、前記第3の混
合物を冷却し、前記第3の混合物から前記熱可塑性樹脂
を単離し、必要に応じて、前記熱可塑性樹脂を洗浄し、
更に乾燥し、ここで、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、フリーラジカル重
合方法である。
The present invention relates to a free radical polymerization process for the preparation of thermoplastics, the first mixture comprising a free radical initiator, a stable free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound. Is heated to form a first intermediate product resin, the first mixture is cooled, the first intermediate product resin is isolated, and at least one of the first intermediate product resins is added to the first intermediate product resin. A second mixture containing a polymerizable monomer compound is added, wherein the polymerizable monomer compound of the second mixture is different from the polymerizable monomer compound of the first mixture, and thus A thermoplastic comprising a first product resin formed from a first intermediate product resin and the second monomer added to form a combined mixture and heat the combined mixture. Made of resin Mixture of 3 was formed, cooling said third mixture, said third mixture of the thermoplastic resin was isolated from the, if necessary, washing the said thermoplastic resin,
Further drying, where said heating is a free radical polymerization process carried out in the presence of ultrasonic radiation at a temperature of about 40 to about 100 ° C.

【0016】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。
The process of the present invention comprises a free radical polymerization process which comprises a free radical initiator, a stable free radical reagent, and at least one polymerizable monomeric compound in the presence of low temperature and ultrasonic energy. And heating the mixture to form one or more thermoplastics having a high conversion of monomer to polymer, cooling the mixture, and optionally isolating the one or more thermoplastics. , And 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 about 1.
It has a narrow polydispersity of 1 to about 1.6.

【0017】[0017]

【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.

【0018】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 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.

【0019】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(Mn)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 polymerization method provides homo acrylate and copolymer acrylate resins having narrow polydispersity properties, the polymerization method proceeds at a high conversion rate of monomer to polymer, A copolymer containing acrylate and homoacrylate moieties is produced, the number average molecular weight (Mn) of which exceeds about 100 up to about 1,000, of the weight average molecular weight (Mw) relative to the number average molecular weight (Mn). The polydispersity ratio is from about 1.0 to about 2.0, preferably from about 1.1 to about 1.6, and in some embodiments stable free radical reagents include 4-
Oxo-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy (4
-Oxo-TEMPO) can be selected.

【0020】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。
According to the present invention, in one aspect there is provided 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.

【0021】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.

【0022】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 is added to the N2. 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.

【0023】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。
Using the method of the present invention, the polydispersity of the polymer product is narrowed and the ratio of the stable free radical reagent to the free radical initiator molecular concentration is varied to produce a monomer / comonomer About 1.05 depending on the system
It can vary between 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.

【0024】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.

【0025】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 to form 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.

【0026】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 may be any free radical polymerization initiator capable of initiating the free radical polymerization process, 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.

【0027】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。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、Fr
emy 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. 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. Nitroxide is Fr
Includes N, N-disubstituted nitroxides such as emy's salt (Fremy's salt).

【0028】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.

【0029】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 one embodiment, 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.

【0030】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 some embodiments 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.

【0031】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.

【0032】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 which can accelerate the rate of polymerization of the monomers and which 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.

【0033】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 more 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.

【0034】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.

【0035】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.

【0036】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 may be selected in the polymerization reaction, which may provide additional performance enhancement to the resulting product, for example, Colorants, lubricants, mold release or transfer agents, surfactants, stabilizers, defoamers and the like.

【0037】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.

【0038】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.

【0039】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 process of the present invention include bulk or net suspension, emulsification, and solution systems.

【0040】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。
この開示を本明細書では、援用する。
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.
This disclosure is incorporated herein by reference.

【0041】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Donaldson 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。
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.
Pigment particles, such as 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. And are mixed and heated in a toner extrusion device, such as ZSK53 available from Werner Pfleiderer, to remove the formed toner composition from the device. After cooling, for the purpose of achieving toner particles having a volume median diameter of less than about 25 microns, preferably about 6 to about 12 microns, for example,
The toner composition is subjected to milling using a Sturtevant micronizer. The diameter is measured with a Coulter Counter. The toner composition can then be classified, eg, using a Donaldson Model B classifier, for the purpose of removing toner particles, ie, toner particles less than about 4 microns in volume median diameter.

【0042】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。
The toner composition of the present invention and external additive particles containing a flowability auxiliary additive can also be blended, and the 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.

【0043】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。
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.

【0044】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 colored toner and developer compositions, which include toner resin particles, carrier particles, charge enhancing additives (shown here), and pigments or colors. Agents include red, blue, green, brown, magenta, cyan and / or yellow particles, and mixtures thereof.

【0045】現像組成物の調製のため、トナー粒子キャ
リヤ成分が混合される。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 berr
y)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る。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。
To prepare the developing composition, the toner particle carrier components are mixed. The carrier particles are selected to be of a negative polarity that allows the positively charged toner particles to adsorb and surround the carrier particles. Examples of carrier particles include iron powder, steel, nickel, iron, ferrites including copper-zinc ferrite, and the like. In addition, U.S. Pat.
Nickel berr as shown in No. 604
y) The carrier can be selected as carrier particles. 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. For example, a mixture (40/60) of KYNAR (registered trademark) and polymethylmethacrylate 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.

【0046】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ミクロンとす
る。
Further, the diameter of the carrier particles, which are preferably spherical in shape, is generally from about 50 microns to about 1,000 microns, and in some embodiments from about 70 to about 175 microns.

【0047】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.

【0048】[0048]

【実施例】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。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 In all of the method examples except Comparative Example 1, the ultrasonic radiation source as described in Example 1 was used, and the low temperature was 40 to 70 ° C. Comparative examples and data are also shown. Parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. A comparative example is also shown.

【0049】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 a 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.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】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 radiation 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.

【0052】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.

【0053】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.

【0054】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.

【0055】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) contained 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.

【0056】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。
Then 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.

【0057】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。
The fusing evaluation can be carried out using a Xerox 5028® soft silicone roll fusing machine operating at 3 inches per second.

【0058】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.

【0059】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。
Aluminum support substrate, trigonal selenium photogenerating layer, 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.

【0060】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 present invention by conventional means, including colored toners, single component toners, multicomponent toners, and specific performance toners. Toners containing additives and the like are included.

【0061】[0061]

【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 (3)

【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からなる第
1の混合物を加熱し、第1の中間生成物樹脂を形成し、 前記第1の混合物を冷却し、 前記第1の中間生成物樹脂を単離し、 前記第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異なり、かくし
て組み合わされた混合物が形成され、 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の生成物樹脂からなる熱可塑性樹脂を含む第3の混
合物を形成し、 前記第3の混合物を冷却し、 前記第3の混合物から前記熱可塑性樹脂を単離し、必要
に応じて、 前記熱可塑性樹脂を洗浄し、更に乾燥し、ここで、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、フリーラジカル重合方法。
1. A free radical polymerization method for the preparation of a thermoplastic resin comprising heating a first mixture of a free radical initiator, a stable free radical reagent and at least one polymerizable monomer compound. Forming a first intermediate product resin, cooling the first mixture, isolating the first intermediate product resin, at least one polymerizable with respect to the first intermediate product resin, A second mixture containing a monomer compound is added, wherein the polymerizable monomer compound of the second mixture is different from the polymerizable monomer compound of the first mixture and thus combined. And a thermoplastic resin comprising a first product resin formed from the first intermediate product resin and the added second monomer is heated to form a thermoplastic resin. Including the third mixture Forming a substance, cooling the third mixture, isolating the thermoplastic resin from the third mixture, optionally washing the thermoplastic resin, and further drying, where the heating Is a free radical polymerization process carried out at a temperature of about 40 to about 100 ° C. in the presence of ultrasonic radiation.
【請求項2】 前記添加、加熱、冷却をN回連続的に繰
り返し、N+2[Nは繰り返しの回数を示す]個のブロ
ックを有するマルチブロック共重合体熱可塑性樹脂を含
有する第四の混合物を形成し、 必要に応じて、前記マルチブロック共重合体熱可塑性樹
脂を第4の混合物から単離し、更に必要に応じて、前記
マルチブロック共重合体熱可塑性樹脂を洗浄して乾燥
し、ここで、前記マルチブロック共重合体熱可塑性樹脂
は、狭い多分散性を有し、前記加熱は。約40〜100
℃の温度でなされ、その加熱は、超音波放射の存在下で
なされる、請求項1に記載のフリーラジカル重合方法。
2. A fourth mixture containing a multi-block copolymer thermoplastic resin having N + 2 [N is the number of repetitions] blocks, wherein the addition, heating and cooling are repeated N times continuously. Forming, and optionally isolating the multiblock copolymer thermoplastic from the fourth mixture, and optionally further washing and drying the multiblock copolymer thermoplastic, where The multi-block copolymer thermoplastic resin has a narrow polydispersity, and the heating does not occur. About 40-100
The method of free radical polymerization according to claim 1, which is carried out at a temperature of ° C, the heating being carried out in the presence of ultrasonic radiation.
【請求項3】 樹脂生成物が、狭い多分散性を有す、
優れた変換率で獲得され、その変換率は、約50〜約9
5%であり、その多分散性は、約1.1〜約1.8であ
り、安定なフリーラジカル試薬対フリーラジカル開始剤
の比率は、約0.5:1〜約20:1である請求項1に
記載のフリーラジカル重合方法。
3. The resin product has a narrow polydispersity,
Obtained with excellent conversion rate, which is about 50 to about 9
5%, its polydispersity is about 1.1 to about 1.8, and the ratio of stable free radical reagent to free radical initiator is about 0.5: 1 to about 20: 1. The free radical polymerization method according to claim 1.
JP30395795A 1994-12-01 1995-11-22 Free-radical polymerizing method Withdrawn JPH08208730A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34802294A 1994-12-01 1994-12-01
US348022 1994-12-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08208730A true JPH08208730A (en) 1996-08-13

Family

ID=23366339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30395795A Withdrawn JPH08208730A (en) 1994-12-01 1995-11-22 Free-radical polymerizing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08208730A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100260274B1 (en) Polymerization process and toner compositions therefrom
JP3496764B2 (en) Acrylate polymerization method
JP3695797B2 (en) Polymer and polymerization method
US5608023A (en) Rate enhanced polymerization processes
US5723511A (en) Processes for preparing telechelic, branched and star thermoplastic resin polymers
JP3893193B2 (en) Stable free radical polymerization process and composition thereof
JP2648525B2 (en) Manufacturing method of toner
US6075105A (en) Polymerization processes and resin particles formed thereby
JP5359752B2 (en) Method for producing polymerized toner
JPH08269107A (en) Free radical polymerization method
US5364723A (en) Toner compositions with styrene terpene resins
US5744560A (en) Metal accelerated polymerization processes
EP0754196B1 (en) Aqueous polymerization processes
JPH08208730A (en) Free-radical polymerizing method
JP5365696B2 (en) Method for producing polymerized toner
JPH08208729A (en) Free-radical polymerizing method and preparation of toner
EP0780733A1 (en) Polymerization multiblock copolymer process and compositions thereof
JP5418178B2 (en) Method for producing polymerized toner
JP2001305792A (en) Toner
JPS63309967A (en) Electrostatic latent image developing toner
JPH03121460A (en) Electrophotographic releasing agent
MXPA96004554A (en) Acu plumbing processes
JPH0627723A (en) Electrophotographic toner binder, electrophotographic toner and fixing method for tone image
JPH03213873A (en) Release agent for electrophotographic toner

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