JPH0447310B2 - - Google Patents
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- JPH0447310B2 JPH0447310B2 JP63040230A JP4023088A JPH0447310B2 JP H0447310 B2 JPH0447310 B2 JP H0447310B2 JP 63040230 A JP63040230 A JP 63040230A JP 4023088 A JP4023088 A JP 4023088A JP H0447310 B2 JPH0447310 B2 JP H0447310B2
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08702—Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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- G03G9/08728—Polymers of esters
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
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Description
[産業上の利用分野]
本発明はトナーバインダーに関する。
さらに詳しくは分子量分布が広く電子写真に適
したトナーバインダーに関する。
[従来の技術]
電子写真においてトナーで可視化された静電潜
像を定着するのにヒートローラーを用いる方式が
広く採用されている。この方式において定着下限
温度(以下MFと略す)は低いことが望ましく、
かつヒートロールへのオフセツトの起こる温度
(以下HOと略す)は高いことが望まれる。
一般に分子量の低いポリマーをトナーのバイン
ダーとして用いるMFは低いもののHOも低くな
る。一方分子量の高いポリマーをバインダーとし
て用いると逆にHOは高くなるもののMFも高く
なるという問題が起きる。
このお互いに矛盾した要求に応えるため高分子
量のポリマーと低分子量のポリマーをブレンドし
た分子量分布の広いポリマーがトナーのバインダ
ーとして用いられている。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしこれらの技術で得られるバインダーでは
HOおよびMFの点で不十分である。
またトナーには帯電特性制御が容易でかつ環境
依存性の少ないことが望まれるが、ポリマーの重
合時に用いられた重合開始剤の残基がこれらの点
で悪影響を及ぼしており、帯電制御および環境依
存性の点でも問題が起きる。
[問題点を解決するための手段]
本発明者らはHOとMFの点で好ましい特性を
有する分子量分布の広いポリマーからなるバイン
ダー(MFが低くかつHOの高いトナーを与える
バインダー)であり、かつ環境依存性の少ないバ
インダーについて鋭意検討の結果本発明に至つ
た。すなわち本発明は分子量5000〜50000のスチ
レン系ポリマーの中でスチレン系モノマーおよび
(メタ)アクリル系モノマー(アクリルモノマー
および/またはメタクリルモノマーを意味する。
以下この表現を用いる)を実質的に熱重合の開始
する温度から、その温度により50℃以上高い温度
でありかつ250℃以下である温度まで昇温させな
がら、実質的に重合開始剤の不存在下で熱重合さ
せることを特徴とする分子量分布の広いポリマー
からなる電子写真トナー用バインダーの製造法。
本発明においてスチレン系ポリマーとしてはス
チレン系モノマーのホモポリマーおよびスチレン
系モノマーと他のモノマーとからのコポリマーが
挙げられる。
スチレン系モノマーとしてはスチレン、アルキ
ルスチレン(たとえばα−メチルスチレン、p−
メチルスチレン)などが挙げられる。好ましくは
スチレンである。
他のモノマーとしては(メタ)アクリル系モノ
マー、ビニルエステルおよび脂肪族炭化水素系ビ
ニルモノマーが挙げられる。(メタ)アクリル系
モノマーとしてはアルキル(メタ)アクリレート
[アルキルの炭素数1〜18のもの、たとえばメチ
ル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリ
レート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチ
ルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メ
タ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレ
ートなど]、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリ
レート[ヒドロキシルエチル(メタ)アクリレー
トなど]、アミノ基含有(メタ)アクリレート
[ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、
ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートな
ど]、ニトリル基含有(メタ)アクリル化合物
[アクリロニトリルなど]および(メタ)アクリ
ル酸などを挙げることができる。
ビニルエステルとしては酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニルが、また脂肪族炭化水素系ビニルモノ
マーとしてはブタジエンなどを挙げることができ
る。
これらのうち好ましくは(メタ)アクリル系モ
ノマーであり、特に好ましくはメチル(メタ)ア
クリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチ
ル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸および
それらの二種以上の混合物である。
このスチレン系ポリマーを構成するモノマーの
量はスチレン系モノマーが通常100〜50重量%、
好ましくは100〜70重量%、他のモノマーが0〜
50重量%、好ましくは0〜30重量%である。
スチレン系ポリマーの分子量は通常5×103〜
5×104、好ましくは6×103〜2×104である。
分子量が5×103未満ではガラス転移点(Tg)が
下がりブロツキング特性が悪くなり、また5×
104を越えるとMFが高くなりすぎる。
なお分子量はゲルパーミエーシヨン・クロマト
グラフイー(以下GPCと略す)で溶剤としてテ
トラヒドロフラン(以下THFと略す)を用い、
標準ポリスチレンで換算し重量平均で表示するこ
とができる。
このポリマーは該モノマーを熱重合、ラジカル
重合さらにイオン重合などの任意の方法で重合し
て得ることができるが、重合開始剤を用いる場合
は特に低沸点のもの(たとえばカチオン重合にお
ける三弗化ホウ素、ラジカル重合におけるジ−t
−ブチルパーオキサイドなど)を用いるのが好ま
しい。
熱重合に用いるスチレン系モノマーおよび(メ
タ)アクリル系モノマーは前記ポリマーの項で記
載したものと同様のものが挙げられ、好ましいも
のも同様である。またスチレン系モノマーおよび
アクリル系モノマーの他に、同様に他のモノマー
(ビニルエステル、脂肪族ビニルモノマーなど)
を併用することもできる。
熱重合に際してより高分子量のポリマーを得る
ため少なくとも二個の重合性二重結合を有する多
官能モノマー[例えばジまたはポリビニル化合物
(ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、エチレ
ングリコールジアクリレート、1,6ーヘキサン
ジオールジアクリレートなど)]を加えることが
できる。好ましくはジビニルベンゼンおよび1,
6ーヘキサンジオールジアクリレートである。
熱重合させるモノマーの量はスチレン系モノマ
ーが全モノマーの重量を基準として通常95〜55重
量%、好ましくは90〜60重量%、(メタ)アクリ
ル系モノマーが通常5〜45重量%、好ましくは10
〜40重量%、多官能性モノマーが3%以下、好ま
しくは1%以下、他のモノマーが通常10%以下、
好ましくは5%以下である。
多官能性モノマーの量が3モル%をこえると重
合中ゲル化が起こりやすくなる。
熱重合に際し投入されるスチレン系ポリマーと
全モノマー[スチレン系モノマー、(メタ)アク
リル系モノマー、多官能モノマー、他のモノマ
ー]の量は、スチレン系ポリマーと全モノマーの
合計重量中にしめるスチレン単位および(メタ)
アクリル系モノマー単位の量が下記表−1の範囲
になるように選ばれる。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a toner binder. More specifically, the present invention relates to a toner binder that has a wide molecular weight distribution and is suitable for electrophotography. [Prior Art] In electrophotography, a method using a heat roller is widely used to fix an electrostatic latent image visualized with toner. In this method, it is desirable that the minimum fixing temperature (hereinafter abbreviated as MF) is low.
In addition, it is desirable that the temperature at which offset to the heat roll occurs (hereinafter abbreviated as HO) is high. In general, when a polymer with a low molecular weight is used as a toner binder, the MF is low, but the HO is also low. On the other hand, if a polymer with a high molecular weight is used as a binder, the problem arises that although the HO becomes high, the MF also becomes high. In order to meet these mutually contradictory demands, a polymer with a wide molecular weight distribution, which is a blend of a high molecular weight polymer and a low molecular weight polymer, is used as a binder for toner. [Problems to be solved by the invention] However, the binders obtained by these technologies cannot
Inadequate in terms of HO and MF. Furthermore, it is desirable for toners to have easy control of charging characteristics and low environmental dependence, but residues of the polymerization initiator used during polymerization have an adverse effect on these aspects, making it difficult to control charging and the environment. Problems also arise in terms of dependencies. [Means for Solving the Problems] The present inventors have developed a binder made of a polymer with a wide molecular weight distribution that has favorable properties in terms of HO and MF (a binder that provides a toner with low MF and high HO), and As a result of extensive research into binders with less environmental dependence, the present invention was arrived at. That is, the present invention refers to styrene monomers and (meth)acrylic monomers (acrylic monomers and/or methacrylic monomers) among styrene polymers having a molecular weight of 5,000 to 50,000.
(hereinafter this expression will be used) from the temperature at which thermal polymerization substantially starts to a temperature that is 50°C or more higher and 250°C or lower depending on the temperature, substantially the absence of a polymerization initiator. A method for producing a binder for electrophotographic toner comprising a polymer with a wide molecular weight distribution, which is thermally polymerized under the following conditions. In the present invention, styrenic polymers include homopolymers of styrene monomers and copolymers of styrene monomers and other monomers. Styrenic monomers include styrene, alkylstyrene (e.g. α-methylstyrene, p-
methylstyrene), etc. Preferably it is styrene. Other monomers include (meth)acrylic monomers, vinyl esters, and aliphatic hydrocarbon vinyl monomers. Examples of (meth)acrylic monomers include alkyl (meth)acrylates [alkyl having 1 to 18 carbon atoms, such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate , lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, etc.], hydroxyl group-containing (meth)acrylates [hydroxylethyl (meth)acrylate, etc.], amino group-containing (meth)acrylates [dimethylaminoethyl (meth)acrylate,
diethylaminoethyl (meth)acrylate, etc.], nitrile group-containing (meth)acrylic compounds [acrylonitrile, etc.], and (meth)acrylic acid. Examples of the vinyl ester include vinyl acetate and vinyl propionate, and examples of the aliphatic hydrocarbon vinyl monomer include butadiene. Among these, preferred are (meth)acrylic monomers, particularly preferred are methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid, and the like. It is a mixture of two or more. The amount of monomers constituting this styrenic polymer is usually 100 to 50% by weight.
Preferably 100-70% by weight, other monomers 0-70% by weight
50% by weight, preferably 0-30% by weight. The molecular weight of styrenic polymers is usually 5×10 3 ~
5×10 4 , preferably 6×10 3 to 2×10 4 .
If the molecular weight is less than 5×10 3 , the glass transition temperature (Tg) will decrease and blocking properties will deteriorate;
If it exceeds 10 4 , the MF becomes too high. The molecular weight was determined by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) using tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) as a solvent.
It can be converted to standard polystyrene and expressed as a weight average. This polymer can be obtained by polymerizing the monomer by any method such as thermal polymerization, radical polymerization, or ionic polymerization, but when using a polymerization initiator, one with a particularly low boiling point (for example, boron trifluoride in cationic polymerization) is used. , di-t in radical polymerization
-butyl peroxide, etc.) is preferably used. Examples of the styrene monomer and (meth)acrylic monomer used in thermal polymerization include those described in the polymer section above, and preferred ones are also the same. In addition to styrene monomers and acrylic monomers, other monomers (vinyl esters, aliphatic vinyl monomers, etc.)
Can also be used together. In order to obtain higher molecular weight polymers during thermal polymerization, polyfunctional monomers having at least two polymerizable double bonds [e.g. di- or polyvinyl compounds (divinylbenzene, divinyltoluene, ethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol di- acrylate, etc.)] can be added. Preferably divinylbenzene and 1,
6-hexanediol diacrylate. The amount of monomers to be thermally polymerized is that the styrene monomer is usually 95 to 55% by weight, preferably 90 to 60% by weight, and the (meth)acrylic monomer is usually 5 to 45% by weight, preferably 10% by weight, based on the weight of all monomers.
~40% by weight, polyfunctional monomers 3% or less, preferably 1% or less, other monomers usually 10% or less,
Preferably it is 5% or less. When the amount of the polyfunctional monomer exceeds 3 mol %, gelation tends to occur during polymerization. The amount of the styrenic polymer and all monomers [styrenic monomer, (meth)acrylic monomer, polyfunctional monomer, and other monomers] added during thermal polymerization is the styrene unit and (meta)
The amount of acrylic monomer units is selected to fall within the range shown in Table 1 below.
【表】
スチレン系モノマー単位の量が65%未満およ
び、(メタ)アクリル系モノマー単位の量が35%
を越えるとトナーのHOが低くなり、ブロツキン
グ特性が悪くなりかつバインダーの粉砕性も悪く
なる。逆に各々の量が95%を越え、5%未満とな
るとトナーのMFが高くなりすぎる。
またスチレン系ポリマーと全モノマーの重量比
は通常30:70〜70:30、好ましくは40:60〜60:
40である。ポリマーの比率が30未満となると熱重
合の反応コントロールが困難になり、さらにMF
も高くなる。逆にポリマーの比率が70を越えると
HOが低くなる。
スチレン系ポリマーおよびスチレン系モノマー
および(メタ)アクリル系モノマーの組成、配合
量比およびポリマーとモノマーの配合物における
モノマー組成の例は表−2に示した。[Table] The amount of styrenic monomer units is less than 65% and the amount of (meth)acrylic monomer units is 35%
If it exceeds 100%, the HO of the toner becomes low, the blocking properties deteriorate, and the pulverizability of the binder also deteriorates. Conversely, if each amount exceeds 95% and is less than 5%, the MF of the toner becomes too high. The weight ratio of the styrene polymer to all monomers is usually 30:70 to 70:30, preferably 40:60 to 60:
It is 40. When the polymer ratio is less than 30, it becomes difficult to control the thermal polymerization reaction, and MF
It also becomes more expensive. On the other hand, if the polymer ratio exceeds 70
HO becomes low. Examples of the compositions and blending ratios of the styrenic polymers, styrene monomers and (meth)acrylic monomers, and monomer compositions in the blends of polymers and monomers are shown in Table 2.
【表】
本発明では、前記構成成分以外に、低分子量ポ
リオレフインも均一に分散させて用いることがで
きる。本バインダーの用途である電子写真用トナ
ーとしては低分子量ポリオレフインは均一に分散
されている方がより優れた離型効果が得られて好
ましい。このため低分子量ポリオレフインはスチ
レン系モノマーおよび(メタ)アクリル系モノマ
ーの熱重合時に系に加えられていることが望まし
い。
低分子量ポリオレフインとしては重量平均分子
量が通常1000〜100000、好ましくは5000〜60000
の
(イ):ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−
αオレフイン(炭素数3〜8)共重合体(例え
ばエチレン50wt%以上、とくに70wt%以上の
もの)、
(ロ):イのマレイン酸誘導体(無水マレイン酸、マ
レイン酸ジメチルエステル、マレイン酸ジエチ
ルエステル、マレイン酸ジ−2−エチルヘキシ
ルエステルなど)付加物、
(ハ):(イ)の酸化物、
(ニ):エチレン性不飽和カルボン酸((メタ)アク
リル酸、イタコン酸など)および/またはその
エステル(アルキル(C1〜C18)エステルな
ど)とエチレン性不飽和炭化水素(エチレン、
プロピレン、ブテン−1など)との共重合体お
よびこれらの二種以上の混合物が挙げられる。
上記低分子量ポリオレフインのうち(イ)は高分子
量ポリオレフイン(分子量は通常10000〜
2000000)を熱的に減成(熱分解)するか、また
はオレフインを単独または共重合させることによ
つて得られる。(ロ)は低分子量ポリオレフインとマ
レイン酸誘導体とを過酸化物触媒の存在下または
無触媒下で付加反応させることにより得られる。
(ハ)は低分子量ポリオレフインを酸素または酸素含
有ガス(空気)で酸化する方法、オゾン含有酸素
またはオゾン含有ガス(空気)で酸化する方法で
得られる。酸化物の酸価は通常100以下、好まし
くは50以下である。(ニ)はエチレン性不飽和カルボ
ン酸および/またはそのアルキルエステル(C1
〜C18)とエチレン性不飽和炭化水素との共重合
によつて得られる。エチレン性不飽和カルボン酸
および/またはそのアルキルエステルの量は重量
基準で通常30%以下、好ましくは20%以下であ
る。
低分子量ポリオレフインの量はスチレン系ポリ
マーおよびモノマーの全重量に基いて通常30重量
%以下、好ましくは20重量%以下である。30重量
%を越えると分散が不十分となる。
なお低分子量ポリマーオレフインの分子量は
GPCで溶剤としてo−ジクロロベンゼンを用い
135℃で測定することができる。
熱重合には溶媒を用いることもまた無溶媒でも
行うことができる。溶媒としてはクメンやジベン
ジルエーテルの様な高沸点のものを用いるのが好
ましい。しかし溶媒を用いた場合重合の後脱溶媒
の工程が必要で生産効率の点からは無溶媒が望ま
しい。雰囲気は窒素のような不活性ガスの存在下
で行うことが望ましい。また系は開放系および密
閉系のいずれでも行える。
熱重合は実質的に熱重合の開始する温度から、
その温度より50℃以上高い温度でありかつ250℃
以下である温度まで昇温させておこなわれる。
ここに述べた実質的に熱重合の開始する温度と
はバインダー製造上意味のある重合速度(たとえ
ば重合速度2%/hr)の得られる温度のことであ
つて、通常80〜130℃であり好ましくは100〜120
℃である。また熱重合の上限温度は上記開始温度
より50℃高い温度から250℃までの範囲の温度で
あり、通常170〜250℃、好ましくは180〜200℃の
範囲の温度である。80℃未満では熱重合の速度が
遅く実用的ではない。また250℃を越えるとポリ
マーの熱分解が起こる。重合率を90%以上とする
ための重合時間は重合温度にもよるが、通常10〜
24時間である。昇温はこの範囲で連続的に行つて
もまた段階的に行つてもよいが分子量分布の制御
の点から段階的に昇温する方が望ましい。
昇温の仕方と重合率の関係の一例を表−3に示
した。[Table] In the present invention, in addition to the above-mentioned components, a low molecular weight polyolefin can also be used in a uniformly dispersed state. For electrophotographic toners for which the present binder is used, it is preferable that the low molecular weight polyolefin is uniformly dispersed, since a better mold release effect can be obtained. For this reason, it is desirable that the low molecular weight polyolefin be added to the system during thermal polymerization of the styrene monomer and (meth)acrylic monomer. The weight average molecular weight of the low molecular weight polyolefin is usually 1000 to 100000, preferably 5000 to 60000.
(a): Polyethylene, polypropylene, ethylene-
α-olefin (3 to 8 carbon atoms) copolymer (e.g. ethylene 50wt% or more, especially 70wt% or more), (b) Maleic acid derivatives (maleic anhydride, maleic acid dimethyl ester, maleic acid diethyl ester) , maleic acid di-2-ethylhexyl ester, etc.) adducts, (c): oxides of (i), (d): ethylenically unsaturated carboxylic acids ((meth)acrylic acid, itaconic acid, etc.) and/or their Esters (such as alkyl (C1-C18) esters) and ethylenically unsaturated hydrocarbons (ethylene,
copolymers with propylene, butene-1, etc.) and mixtures of two or more thereof. Among the above low molecular weight polyolefins, (a) is a high molecular weight polyolefin (the molecular weight is usually 10,000 ~
2,000,000), or by monopolymerizing or copolymerizing olefin. (B) can be obtained by subjecting a low molecular weight polyolefin to an addition reaction with a maleic acid derivative in the presence of a peroxide catalyst or in the absence of a catalyst.
(C) can be obtained by oxidizing low molecular weight polyolefin with oxygen or oxygen-containing gas (air), or by oxidizing it with ozone-containing oxygen or ozone-containing gas (air). The acid value of the oxide is usually 100 or less, preferably 50 or less. (d) is an ethylenically unsaturated carboxylic acid and/or its alkyl ester (C 1
~ C18 ) and an ethylenically unsaturated hydrocarbon. The amount of ethylenically unsaturated carboxylic acid and/or its alkyl ester is usually not more than 30%, preferably not more than 20% by weight. The amount of low molecular weight polyolefin is usually less than 30% by weight, preferably less than 20% by weight, based on the total weight of styrenic polymer and monomer. If it exceeds 30% by weight, dispersion will be insufficient. The molecular weight of the low molecular weight polymer olefin is
Using o-dichlorobenzene as a solvent in GPC
Can be measured at 135℃. Thermal polymerization can be carried out with or without a solvent. As the solvent, it is preferable to use a solvent with a high boiling point such as cumene or dibenzyl ether. However, when a solvent is used, a step of desolvation is required after polymerization, and from the viewpoint of production efficiency, no solvent is preferable. The atmosphere is preferably an inert gas such as nitrogen. Moreover, the system can be either an open system or a closed system. Thermal polymerization substantially starts from the temperature at which thermal polymerization starts.
The temperature is 50℃ or more higher than that temperature and 250℃
It is carried out by raising the temperature to a certain temperature below. The temperature at which thermal polymerization substantially starts as described herein is the temperature at which a meaningful polymerization rate for binder production (for example, a polymerization rate of 2%/hr) is obtained, and is usually 80 to 130°C and preferably. is 100-120
It is ℃. The upper limit temperature for thermal polymerization is in the range from 50°C higher than the above-mentioned starting temperature to 250°C, usually in the range of 170 to 250°C, preferably in the range of 180 to 200°C. If it is less than 80°C, the rate of thermal polymerization is slow and is not practical. Furthermore, if the temperature exceeds 250°C, thermal decomposition of the polymer will occur. The polymerization time to achieve a polymerization rate of 90% or more depends on the polymerization temperature, but is usually 10~
It is 24 hours. The temperature may be raised continuously or stepwise within this range, but from the viewpoint of controlling the molecular weight distribution, it is preferable to raise the temperature stepwise. Table 3 shows an example of the relationship between temperature increase method and polymerization rate.
【表】
重合率はガスクロマトグラフイーで反応溶液中
の残存モノマー量を定量することにより求められ
る。
熱重合により得られたバインダーの分子量分布
[重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/
Mn)で表示される]は通常30以上、電子写真ト
ナー用のバインダーとしては好ましくは35以上で
ある。分子量分布が30未満ではHOとMFのバラ
ンスが悪くなる。またガラス転移点は通常40〜80
℃、好ましくは45〜70℃である。ガラス転移点が
40℃未満ではトナーにしたときの保存性が不良と
なり、80℃を越えるとMFが高くなりトナーとし
ての実用に耐えない。また本発明の重合法による
バインダーは他の重合法(たとえばラジカル重合
法]によるバインダーに比べ二重結合量が多く、
その結果MFが低くなりかつトナーの着色材料の
分散性が優れるという長所を有する。
本発明のバインダーの用途となる電子写真トナ
ーはトナー重合に基いてバインダーが通常50〜95
%、公知の着色材料(カーボンブラツク、鉄黒、
ベンジジンイエロー、キナクリドン、ローダミン
B、フタロシアニンなど)が通常5〜10%および
磁性粉(鉄、コバルト、ニツケルなどの強磁性金
属の粉末もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フ
エライトなどの化合物)が通常0〜50%用いられ
たものからなる。
さらに種々の添加剤[荷電調整剤(金属錯体、
ニグロシンなど)、滑剤(ポリテトラフルオロエ
チレン、低分子量ポリオレフイン、脂肪酸、もし
くはその金属塩またはアミドなど)など]を含む
ことができる。これらの添加剤の量はトナー重量
に基づいて通常0〜5%である。
電子写真トナーは上記成分を乾式ブレンドした
後、溶融混練され、その後粗粉砕され、最終的に
ジエツト粉砕機などを用いて微粒化され、さらに
分級されて粒径5〜20ミクロンの微粒として得ら
れる。
前記電子写真トナーは、必要に応じて鉄粉、ガ
ラスビーズ、ニツケル粉、フエライトなどのキヤ
リアー粒子と混合されて電気的潜像の現像剤とし
て用いられる。また粉体の流動性改良のために疎
水性コロイダルシリカ微粉末を用いることもでき
る。
前記電子写真トナーは支持体(紙、ポリエステ
ルフイルムなど)に定着され使用されるが定着す
る方法としては、公知の熱ロール定着方法が適用
できる。
[実施例]
以下実施例により本発明をさらに説明するが、
本発明はこれにより限定されるものではない。実
施例中、部はいずれも重量部を表す。
またGPCによる分子量測定の条件は以下のと
おりである。
装置:東洋曹達製HLC−802A
カラム:TSK gel GMH6 2本(東洋曹達製)
測定温度:25℃
試料溶液:0.5重量%のTHF溶液
溶液注入量:200μl
検出装置:屈折率検出器
なお分子量較正曲線は
標準ポリスチレンを用いて作成。
合成例 1
攪拌装置付き10l密閉反応容器にキシレン2500
部を投入し窒素置換を行つた。容器を密閉し、系
内を100mmHgにまで減圧にした後液温を155℃に
した。155℃に保つたままスチレン2700部とアク
リル酸ブチル300部の混合溶液およびジ−t−ブ
チルパーオキサイド(揮発製ラジカル重合開始
剤)210部とキシレン1200部の混合溶液を4時間
で圧入して重合させた。さらに2時間同温に保ち
重合を完結させた。重合終了後キシレンを減圧留
去した。得られたポリマーの重合平均分子量は
6000であつた。このポリマーをポリマー(1)とす
る。
合成例 2
環流冷却器および攪拌装置付き10l反応容器に
二塩化エチレン4000部を投入し窒素置換した後無
水酢酸6部および三弗化ホウ素のジエチルエーテ
ル50%溶液(揮発性カチオン重合用開始剤)4部
を投入した。これを60℃まで昇温した後、スチレ
ン4000部を系を60℃に維持しながら4時間で滴下
した。さらに3時間系を60℃に保ち重合を完結さ
せた。重合終了後二塩化エチレンを減圧留去し
た。得られたポリマーの重量平均分子量は10000
であり、ポリマーに残存する三弗化ホウ素をアル
フツソン法で定量したところ5ppm以下の微量で
あつた。このポリマーをポリマー(2)とする。
実施例 1
合成例1と同じ密閉反応容器にスチレン1980
部、アクリル酸ブチル495部およびメタクリル酸
メチル275部を投入し、さらにポリマー(1)を2250
部投入した。系内を窒素置換した後密閉し、混合
物を均一に溶解した。系内温度を110℃にまで昇
温し、同温度で4時間熱重合させた。重合率は12
%であつた。次に120℃で6時間熱重合させた。
重合率は45%に達した。さらに130℃で2時間熱
重合させ重合率60%を得た。最後に185℃にまで
昇温し2時間熱重合させ重合率を95%とした。こ
の後減圧とし残存モノマーを留去してバインダー
(A)を得た。バインダー(A)は重量平均分子量
110000、分子量分布35、ガラス転移点65℃であつ
た。
実施例 2
実施例1と同じ密閉反応容器にスチレン2050
部、アクリル酸ブチル600部、1,6−ヘキサン
ジオールジアクリレート1.3部およびポリマー(2)
2350部を投入した。これを実施例1と同様の方法
で110℃で4時間、120℃で9時間、130℃で4時
間、180℃で2時間の条件で段階的に熱重合を行
つた後残存モノマーを留去してバインダー(B)を得
た。バインダー(B)は重量平均分子量200000、分子
量分布45、ガラス転移点60℃であつた。
実施例 3
実施例1と同じ密閉反応容器にスチレン1550
部、メタアクリル酸ブチル650部、メタアクリル
酸ステアリル250部、メタアクリル酸50部、ジビ
ニルベンゼン0.8部、ポリマー(1)2500部およびビ
スコール550P(三洋化成工業(株)製低分子量ポリプ
ロピレン)75部を投入した。これを実施例1と同
様の方法で110℃で3時間、120℃で6時間、160
℃で1時間、180℃で2時間の条件で段階的に熱
重合を行つた後、残存モノマーを留去してバイン
ダー(C)を得た。バインダー(C)は重量平均分子量
120000、分子量分布40、ガラス転移点55℃であつ
た。
比較例 1
合成例2と同じ反応容器にトルエン1250部およ
びポリマー(1)2000部を投入し系内を窒素雰囲気に
した後攪拌しながら昇温し、ポリマー(1)の溶液と
した。系を120℃で環流下に保ちながらスチレン
2460部、アクリル酸ブチル540部およびジビニル
ベンゼン25部の混合液とアゾビスイソブチロニト
リル25部とトルエン750部の重合開始剤溶液を2
時間で滴下しラジカル重合を行つた。滴下終了後
さらに系を同温度に保ち、1.5時間後と3.0時間後
にアゾビスイソブチロニトリルの3%トルエン溶
液150部を投入して重合を完結させた。この重合
溶液からトルエンを減圧留去してバインダー(D)を
得た。バインダー(D)は重量平均分子量120000部、
分子量分布30、ガラス転移点60℃であつた。
使用例1〜3および比較使用例1
バインダー(A)〜(D)を用いて以下の方法により電
子写真トナーを作製し、さらに電子写真現像剤を
作製した。
トナー作製法
バインダー 90部
ビスコール660P(三洋化成工業(株)製低分子量ポ
リプロピレン) 3部
カーボンブラツクMA−100(三菱化成工業(株)
製) 6部
アイゼンスピロブラツクTRH(保土谷化学工業
(株)製) 1部
上記配合物を粉体ブレンドした後、ラボプラス
トミルで140℃×30rpmで10分間混練し、得られ
た混練物をジエツトミルPJM100(日本ニユーマ
チツク社製)で微粉砕した。気流分級機MDS(日
本ニユーマチツク社製)を用い微粉砕物から5μ
以下の微粉をカツトした。得られた粉体1000部に
アエロジルR972(日本アエロジル社製)3部を均
一混合してトナーを得た。
現像剤作製法
上記トナー25部に電子写真用キヤリアー鉄粉
(日本鉄粉社製F−100)1000部を混合して電子写
真現像剤を得た。
評価結果
評価結果は表−4および表−5に示したとおり
である。[Table] The polymerization rate is determined by quantifying the amount of monomer remaining in the reaction solution using gas chromatography. Molecular weight distribution of the binder obtained by thermal polymerization [ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (Mw/
Mn) is usually 30 or more, preferably 35 or more for binders for electrophotographic toners. If the molecular weight distribution is less than 30, the balance between HO and MF will be poor. Also, the glass transition point is usually 40 to 80
℃, preferably 45-70℃. glass transition point
If it is less than 40°C, the toner will have poor storage stability, and if it exceeds 80°C, the MF will be high and it will not be practical as a toner. Furthermore, the binder produced by the polymerization method of the present invention has a larger amount of double bonds than binders produced by other polymerization methods (for example, radical polymerization method).
As a result, it has the advantage that the MF is low and the dispersibility of the coloring material of the toner is excellent. The electrophotographic toner to which the binder of the present invention is used usually has a binder content of 50 to 95% based on toner polymerization.
%, known coloring materials (carbon black, iron black,
Benzidine yellow, quinacridone, rhodamine B, phthalocyanine, etc.) is usually used in an amount of 5 to 10%, and magnetic powder (ferromagnetic metal powder such as iron, cobalt, nickel, etc. or compounds such as magnetite, hematite, ferrite, etc.) is usually used in an amount of 0 to 50%. Consists of what was given. Furthermore, various additives [charge control agents (metal complexes,
nigrosine, etc.), lubricants (such as polytetrafluoroethylene, low molecular weight polyolefins, fatty acids, or metal salts or amides thereof), etc.). The amount of these additives is typically 0-5% based on toner weight. Electrophotographic toner is produced by dry blending the above components, then melt-kneading, then coarsely pulverizing, finally pulverizing using a jet pulverizer, etc., and further classifying to obtain fine particles with a particle size of 5 to 20 microns. . The electrophotographic toner is mixed with carrier particles such as iron powder, glass beads, nickel powder, ferrite, etc., if necessary, and used as a developer for electrostatic latent images. Further, hydrophobic colloidal silica fine powder can also be used to improve the fluidity of the powder. The electrophotographic toner is used by being fixed on a support (paper, polyester film, etc.), and a known hot roll fixing method can be used as a fixing method. [Examples] The present invention will be further explained below with reference to Examples.
The present invention is not limited thereby. In the examples, all parts represent parts by weight. Moreover, the conditions for molecular weight measurement by GPC are as follows. Equipment: Toyo Soda HLC-802A Column: 2 TSK gel GMH6 (Toyo Soda) Measurement temperature: 25℃ Sample solution: 0.5% by weight THF solution Solution injection amount: 200 μl Detection device: Refractive index detector Molecular weight calibration curve is made using standard polystyrene. Synthesis example 1 2500 g of xylene in a 10 liter sealed reaction vessel equipped with a stirring device
The tank was replaced with nitrogen. After sealing the container and reducing the pressure inside the system to 100 mmHg, the liquid temperature was brought to 155°C. While maintaining the temperature at 155°C, a mixed solution of 2700 parts of styrene and 300 parts of butyl acrylate, and a mixed solution of 210 parts of di-t-butyl peroxide (volatile radical polymerization initiator) and 1200 parts of xylene were introduced under pressure over a period of 4 hours. Polymerized. The temperature was further maintained at the same temperature for 2 hours to complete the polymerization. After the polymerization was completed, xylene was distilled off under reduced pressure. The polymerization average molecular weight of the obtained polymer is
It was 6000. This polymer will be referred to as Polymer (1). Synthesis Example 2 4,000 parts of ethylene dichloride was charged into a 10-liter reaction vessel equipped with a reflux condenser and a stirring device, and the atmosphere was replaced with nitrogen, followed by 6 parts of acetic anhydride and a 50% solution of boron trifluoride in diethyl ether (initiator for volatile cationic polymerization). I put in 4 copies. After raising the temperature to 60°C, 4000 parts of styrene was added dropwise over 4 hours while maintaining the system at 60°C. The system was kept at 60°C for an additional 3 hours to complete polymerization. After the polymerization was completed, ethylene dichloride was distilled off under reduced pressure. The weight average molecular weight of the obtained polymer is 10000
When the amount of boron trifluoride remaining in the polymer was determined by the Alftsson method, it was found to be a trace amount of less than 5 ppm. This polymer will be referred to as Polymer (2). Example 1 Styrene 1980 was placed in the same sealed reaction vessel as in Synthesis Example 1.
495 parts of butyl acrylate and 275 parts of methyl methacrylate, and further added 2250 parts of polymer (1).
I joined the club. After replacing the inside of the system with nitrogen, the system was sealed and the mixture was uniformly dissolved. The temperature inside the system was raised to 110°C, and thermal polymerization was carried out at the same temperature for 4 hours. The polymerization rate is 12
It was %. Next, thermal polymerization was carried out at 120°C for 6 hours.
The polymerization rate reached 45%. Further, thermal polymerization was carried out at 130°C for 2 hours to obtain a polymerization rate of 60%. Finally, the temperature was raised to 185°C and thermal polymerization was carried out for 2 hours to reach a polymerization rate of 95%. After this, the pressure is reduced and the remaining monomer is distilled off to form a binder.
I got (A). Binder (A) has a weight average molecular weight
110,000, molecular weight distribution of 35, and glass transition point of 65°C. Example 2 Styrene 2050 was placed in the same sealed reaction vessel as in Example 1.
parts, butyl acrylate 600 parts, 1,6-hexanediol diacrylate 1.3 parts and polymer (2)
2,350 copies were sold. This was thermally polymerized stepwise in the same manner as in Example 1 at 110°C for 4 hours, 120°C for 9 hours, 130°C for 4 hours, and 180°C for 2 hours, and then the remaining monomer was distilled off. A binder (B) was obtained. The binder (B) had a weight average molecular weight of 200,000, a molecular weight distribution of 45, and a glass transition point of 60°C. Example 3 Styrene 1550 was placed in the same sealed reaction vessel as in Example 1.
650 parts of butyl methacrylate, 250 parts of stearyl methacrylate, 50 parts of methacrylic acid, 0.8 parts of divinylbenzene, 2500 parts of polymer (1), and 75 parts of Viscol 550P (low molecular weight polypropylene manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) was introduced. This was heated at 110°C for 3 hours, at 120°C for 6 hours, and at 160°C in the same manner as in Example 1.
After thermal polymerization was carried out stepwise at 180°C for 1 hour and 2 hours at 180°C, the remaining monomers were distilled off to obtain a binder (C). Binder (C) has a weight average molecular weight
120,000, molecular weight distribution was 40, and glass transition point was 55°C. Comparative Example 1 1250 parts of toluene and 2000 parts of polymer (1) were put into the same reaction vessel as in Synthesis Example 2, the system was made into a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised while stirring to obtain a solution of polymer (1). Styrene while keeping the system under reflux at 120°C.
2,460 parts of a polymerization initiator solution of a mixed solution of 2,460 parts of butyl acrylate, 540 parts of butyl acrylate, and 25 parts of divinylbenzene, 25 parts of azobisisobutyronitrile, and 750 parts of toluene.
The mixture was added dropwise over a period of time to perform radical polymerization. After the completion of the dropwise addition, the system was further maintained at the same temperature, and 150 parts of a 3% toluene solution of azobisisobutyronitrile was added 1.5 and 3.0 hours later to complete the polymerization. Toluene was distilled off under reduced pressure from this polymerization solution to obtain a binder (D). Binder (D) has a weight average molecular weight of 120,000 parts,
The molecular weight distribution was 30 and the glass transition point was 60°C. Use Examples 1 to 3 and Comparative Use Example 1 Electrophotographic toners were prepared by the following method using binders (A) to (D), and further, an electrophotographic developer was prepared. Toner production method Binder 90 parts Viscoel 660P (low molecular weight polypropylene manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 3 parts Carbon Black MA-100 (Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.)
6 parts Eisenspiro Black TRH (Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.)
(manufactured by Nippon Neumatics Co., Ltd.) 1 part The above-mentioned mixture was powder-blended and kneaded for 10 minutes at 140° C. and 30 rpm using a laboplast mill, and the resulting kneaded product was pulverized using a jet mill PJM100 (manufactured by Nippon Neumatic Co., Ltd.). Using an air classifier MDS (manufactured by Nippon Neumatics Co., Ltd.), the finely ground material is separated into 5μ
The following fine powder was cut. To 1000 parts of the obtained powder, 3 parts of Aerosil R972 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) were uniformly mixed to obtain a toner. Developer Preparation Method An electrophotographic developer was obtained by mixing 1000 parts of carrier iron powder for electrophotography (F-100 manufactured by Nippon Tetsuko Co., Ltd.) with 25 parts of the above toner. Evaluation Results The evaluation results are shown in Tables 4 and 5.
【表】
いて測定した。
[Table] Measured.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
本発明のバインダー(A)〜(C)はバインダー(D)に比
べMFとHOの間の温度幅が広く、トナーとして
好ましい熱特性を有している。さらに帯電制御性
および環境依存性にも優れていることが確認でき
た。
[発明の効果]
本発明のバインダーは分子量分布の広いポリマ
ーからなり本来お互いに矛盾するHOとMFを共
に満足させる。また帯電制御が容易でかつ環境依
存性の少ないバインダーであり、その有用性は極
めて高い。[Table] The binders (A) to (C) of the present invention have a wider temperature range between MF and HO than binder (D), and have thermal properties preferable as a toner. Furthermore, it was confirmed that it has excellent charge controllability and environmental dependence. [Effects of the Invention] The binder of the present invention is made of a polymer with a wide molecular weight distribution and satisfies both HO and MF, which are originally contradictory to each other. Furthermore, it is a binder that can be easily controlled in charge and has little environmental dependence, making it extremely useful.
Claims (1)
中でスチレン系モノマーおよび(メタ)アクリル
系モノマーを実質的に熱重合の開始する温度か
ら、その温度より50℃以上高い温度でありかつ
250℃以下である温度まで昇温させながら、実質
的に重合開始剤の不存在下で熱重合させることを
特徴とする分子量分布の広いポリマーからなる電
子写真トナー用バインダーの製造法。 2 分子量5000〜50000のスチレン系ポリマーお
よび低分子量ポリオレフインの中でスチレン系モ
ノマーおよび(メタ)アクリル系モノマーを実質
的に熱重合の開始する温度から、その温度より50
℃以上高い温度でありかつ250℃以下である温度
まで昇温させながら、実質的に重合開始剤の不存
在下で熱重合させることを特徴とする分子量分布
の広いポリマーからなる電子写真トナー用バイン
ダーの製造法。 3 全モノマーの重量に基づいてスチレン系モノ
マー95〜55%、(メタ)アクリル系モノマー5〜
45%、多官能性モノマー3%以下、他のモノマー
10%以下を熱重合させる請求項1または2記載の
バインダーの製造法。[Scope of Claims] 1. Among styrenic polymers having a molecular weight of 5,000 to 50,000, styrene monomers and (meth)acrylic monomers are heated at a temperature 50°C or more higher than the temperature at which thermal polymerization substantially starts. and
A method for producing a binder for an electrophotographic toner comprising a polymer with a wide molecular weight distribution, characterized by carrying out thermal polymerization in the substantial absence of a polymerization initiator while raising the temperature to a temperature of 250° C. or lower. 2. Among styrenic polymers and low molecular weight polyolefins with a molecular weight of 5,000 to 50,000, styrene monomers and (meth)acrylic monomers are heated from the temperature at which thermal polymerization substantially starts to 50° below that temperature.
A binder for an electrophotographic toner comprising a polymer with a wide molecular weight distribution, which is thermally polymerized in the substantial absence of a polymerization initiator while raising the temperature to a temperature higher than ℃ and lower than 250℃. manufacturing method. 3 Based on the weight of total monomers, 95% to 55% styrenic monomer, 5% to 55% (meth)acrylic monomer
45%, polyfunctional monomer 3% or less, other monomers
The method for producing a binder according to claim 1 or 2, wherein 10% or less of the binder is thermally polymerized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040230A JPH01214873A (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Binder for toner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040230A JPH01214873A (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Binder for toner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214873A JPH01214873A (en) | 1989-08-29 |
| JPH0447310B2 true JPH0447310B2 (en) | 1992-08-03 |
Family
ID=12574932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63040230A Granted JPH01214873A (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Binder for toner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01214873A (en) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH04170556A (en) * | 1990-11-01 | 1992-06-18 | Hitachi Chem Co Ltd | Manufacture of toner binder resin and electrostatic charge picture developing toner and developer |
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5937008B2 (en) * | 1979-07-02 | 1984-09-07 | 三井東圧化学株式会社 | Manufacturing method of resin for electrophotographic toner |
| JPS58100859A (en) * | 1981-12-12 | 1983-06-15 | Nippon Carbide Ind Co Ltd | Toner for developing electrostatic images |
-
1988
- 1988-02-23 JP JP63040230A patent/JPH01214873A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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