JP2005194388A - Silicone and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー用に好適な、新規なシリコーン及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
下記一般式(1)で表されるシリコーン。
[式(1)において、R1は互いに独立にC1〜10の脂肪族基、脂環式基、アリール基、アラルキル基、及びフッ素置換アルキル基からなる群より選択される基であり、
R2は下記式(2)で表されるヒドロキシ残基であり、
(ここで、a及びbは、夫々、0≦a≦26及び 1≦b≦26の整数であり、 15≦a+b≦27を満たし、R3はC24〜C34の直鎖脂肪族基である)
Xは下記式(3)で表される基であり、
(ここで、R4は式(1)のR2と結合され、C3〜C12の脂肪族基もしくは脂環式基であり、R5はC1〜C4の脂肪族基、もしくはR5はR4と結合されてC7〜C12の架橋環式基を形成している)
m及びnは、夫々、0≦m≦150及び0≦n≦30の整数であり、fは0≦f≦3の整数である]
【選択図】 なしA novel silicone suitable for toner and a method for producing the same are provided.
[Solution]
Silicone represented by the following general formula (1).
[In Formula (1), R 1 is a group independently selected from the group consisting of a C1-10 aliphatic group, an alicyclic group, an aryl group, an aralkyl group, and a fluorine-substituted alkyl group;
R 2 is a hydroxy residue represented by the following formula (2),
(Where a and b are 0 ≦ a ≦ 26 and 1 ≦ b ≦ 26 is an integer, 15 ≦ a + b ≦ 27 is satisfied, and R 3 is a C24-C34 linear aliphatic group)
X is a group represented by the following formula (3),
(Here, R 4 is bonded to R 2 of formula (1) and is a C3 to C12 aliphatic group or alicyclic group, R 5 is a C1 to C4 aliphatic group, or R 5 is R 4. To form a C7-C12 bridged cyclic group)
m and n are integers of 0 ≦ m ≦ 150 and 0 ≦ n ≦ 30, respectively, and f is an integer of 0 ≦ f ≦ 3]
[Selection figure] None
Description
本発明は、シリコーン及びその製造方法に関する。該シリコーンは、トナーに添加するのに好適である。 The present invention relates to silicone and a method for producing the same. The silicone is suitable for addition to the toner.
PPC複写機、プリンター等で使用されるトナーに添加するためのワックスとして、長鎖脂肪族基を有するシリコーンワックスが使用されている。シリコーンに長鎖脂肪族基を導入するためには、種々の天然もしくは合成脂肪酸又はこれらのエステルとシリコーンとを反応させる方法がある。その1つとして、本発明者はカルナウバワックスとシリコーンとを反応させてワックスを得た(特許文献1)。 Silicone wax having a long-chain aliphatic group is used as a wax to be added to toner used in PPC copying machines, printers and the like. In order to introduce a long-chain aliphatic group into silicone, there are methods of reacting various natural or synthetic fatty acids or their esters with silicone. As one of them, the present inventor obtained a wax by reacting carnauba wax with silicone (Patent Document 1).
しかし、該シリコーンワックスを含むトナーは貯蔵の間に凝集を起こすという問題があった。また、トナーを紙に定着する工程の際に、トナーが加熱用ローラに転写されてしまうという問題があった。そこで、本発明は上記問題の無いシリコーンワックス及びその製造方法を提供することを目的とする。 However, the toner containing the silicone wax has a problem of causing aggregation during storage. In addition, there is a problem that the toner is transferred to the heating roller during the process of fixing the toner to the paper. Therefore, an object of the present invention is to provide a silicone wax free from the above problems and a method for producing the same.
即ち、本発明は下記一般式(1)で表されるシリコーンである。
[式(1)において、R1は互いに独立にC1〜10の脂肪族基、脂環式基、アリール基、アラルキル基、及びフッ素置換アルキル基からなる群より選択される基であり、
R2は下記式(2)で表されるヒドロキシ残基であり、
(ここで、a及びbは、夫々、0≦a≦26及び 1≦b≦26の整数であり、 15≦a+b≦27を満たし、R3はC24〜C34の直鎖脂肪族基である)
Xは下記式(3)で表される基であり、及び、
(ここで、R4は式(1)のR2と結合され、C3〜C12の脂肪族基もしくは脂環式基であり、R5はC1〜C4の脂肪族基、もしくはR5はR4と結合されてC7〜C12の架橋環式基を形成している)
m及びnは、夫々、0≦m≦150及び0≦n≦30の整数であり、fは0≦f≦3の整数である]
上記本発明の好ましい態様は、以下のとおりである。
R1がメチル基であり、R4がプロピレン基であり、及び、R5がメチレン基であることを特徴とする上記シリコーン。
示差熱分析計を用いて10℃/分で昇温して得られる吸熱ピークの先端の温度が78〜88℃の範囲内であることを特徴とする上記シリコーン。
また、本発明は、シリコーンとカルナウバワックスを反応させてシリコーンワックスを製造する方法において、環状酸無水物基を含有するシリコーンとカルナウバワックスを反応させることを特徴とする方法である。好ましくは、カルナウバワックスが、JISK8004に従い測定されるアセチル価51〜60を有する。
さらに、本発明は、上記シリコーン又は上記方法により得られるシリコーンワックスを含むトナー用ワックスである。
That is, the present invention is a silicone represented by the following general formula (1).
[In Formula (1), R 1 is a group independently selected from the group consisting of a C1-10 aliphatic group, an alicyclic group, an aryl group, an aralkyl group, and a fluorine-substituted alkyl group;
R 2 is a hydroxy residue represented by the following formula (2),
(Where a and b are 0 ≦ a ≦ 26 and 1 ≦ b ≦ 26 is an integer, 15 ≦ a + b ≦ 27 is satisfied, and R 3 is a C24-C34 linear aliphatic group)
X is a group represented by the following formula (3), and
(Here, R 4 is bonded to R 2 of formula (1) and is a C3 to C12 aliphatic group or alicyclic group, R 5 is a C1 to C4 aliphatic group, or R 5 is R 4. To form a C7-C12 bridged cyclic group)
m and n are integers of 0 ≦ m ≦ 150 and 0 ≦ n ≦ 30, respectively, and f is an integer of 0 ≦ f ≦ 3]
The preferred embodiments of the present invention are as follows.
The above silicone, wherein R1 is a methyl group, R4 is a propylene group, and R5 is a methylene group.
The silicone described above, wherein the temperature at the tip of the endothermic peak obtained by heating at 10 ° C./min using a differential thermal analyzer is in the range of 78 to 88 ° C.
Further, the present invention is a method for producing silicone wax by reacting silicone with carnauba wax, and reacting silicone containing a cyclic acid anhydride group with carnauba wax. Preferably, the carnauba wax has an acetyl value of 51 to 60 measured according to JISK8004.
Further, the present invention is a toner wax containing the silicone or the silicone wax obtained by the method.
上記本発明のシリコーンを含むトナーは貯蔵中に凝集することが無く、耐オフセット性にも優れる。また、本発明の製造方法によれば、未反応シリコーンが少ない高純度なシリコーンワックスを得ることができる。さらに、本発明のシリコーンは、カーワックス、離型剤、滑性付与剤としても使用することができる。 The toner containing the silicone of the present invention does not aggregate during storage and has excellent offset resistance. Moreover, according to the production method of the present invention, a high-purity silicone wax with little unreacted silicone can be obtained. Furthermore, the silicone of the present invention can also be used as a car wax, a release agent, and a lubricity-imparting agent.
本発明のシリコーンは、下記一般式(1)で表される。
式(1)において、R1は互いに独立にC1〜10の脂肪族基、脂環式基、アリール基、アラルキル基、及びフッ素置換アルキル基からなる群より選択される基であり、好ましくは脂肪族基、より好ましくはメチル基である。また、m及びnは、夫々、0≦m≦150、好ましくは5≦m≦20、0≦n≦30、好ましくは0≦n≦5、の整数であり、及びfは0≦f≦3の整数であり、好ましくはn=0のときにf=2、n=1〜5のときにf=2又は3である。
The silicone of the present invention is represented by the following general formula (1).
In the formula (1), R 1 is a group independently selected from the group consisting of a C1-10 aliphatic group, an alicyclic group, an aryl group, an aralkyl group, and a fluorine-substituted alkyl group, A group, more preferably a methyl group. M and n are integers of 0 ≦ m ≦ 150, preferably 5 ≦ m ≦ 20, 0 ≦ n ≦ 30, preferably 0 ≦ n ≦ 5, respectively, and f is 0 ≦ f ≦ 3. Preferably, f = 2 when n = 0, and f = 2 or 3 when n = 1-5.
式(1)において、R2は下記式(2)で表されるヒドロキシ残基である。
ここで、a及びbは、夫々、0≦a≦26及び1≦b≦26の整数であり、及び15≦a+b≦27を満たし、R3はC24〜C34の直鎖脂肪族基である。
In the formula (1), R 2 is a hydroxy residue represented by the following formula (2).
Here, a and b are integers of 0 ≦ a ≦ 26 and 1 ≦ b ≦ 26, respectively, satisfy 15 ≦ a + b ≦ 27, and R 3 is a C24-C34 linear aliphatic group.
式(1)において、Xは下記式(3)で表される基である。
式(3)において、R4が式(1)のR2と結合され、カルボニル基が式(1)のSi原子と結合される。R4はC3〜C12の脂肪族基もしくは脂環式基であり及びR5はC1〜C4の脂肪族基もしくは、R5はR4と結合されていて、R4と一緒にC7〜C12の架橋環式基を形成している。好ましいXとしては、R4がプロピレン基であり且つR5がメチレン基であるもの、及び、下記式(4)で示される種々のものが例示される。
In the formula (1), X is a group represented by the following formula (3).
In Formula (3), R 4 is bonded to R 2 of Formula (1), and a carbonyl group is bonded to the Si atom of Formula (1). R 4 is an aliphatic group or cycloaliphatic group C3~C12 and R 5 C1~C4 aliphatic group or of, R 5 is optionally joined with R 4, a C7~C12 together with R 4 A crosslinked cyclic group is formed. Preferred examples of X include those in which R 4 is a propylene group and R 5 is a methylene group, and various compounds represented by the following formula (4).
上記本発明のシリコーンは、融点は約78〜88℃、好ましくは80〜85℃である。該融点は、示差熱分析計を用いて10℃/分で昇温して得られる吸熱ピークの先端の温度である。また、本発明のシリコーンは、後述の実施例で示すように、特許文献1記載のワックスに比べ、耐オフセット性、耐ブロッキング性において顕著に優れたトナーを与える。耐オフセット性は、トナーの紙への接着強度を表す。耐オフセット性が高いものは、広い温度範囲で、定着工程においてトナーが加熱ローラに転写される事が無い。また、耐ブロッキング性は、トナーの凝集し難さを表す。これらの測定法の詳細については実施例の項で述べる。
The silicone of the present invention has a melting point of about 78 to 88 ° C, preferably 80 to 85 ° C. The melting point is the temperature at the end of an endothermic peak obtained by increasing the temperature at 10 ° C./min using a differential thermal analyzer. The silicone of the present invention gives a toner that is significantly superior in offset resistance and blocking resistance as compared to the wax described in
上記本発明のシリコーンは、環状酸無水物基を含有するシリコーンとカルナウバワックスを反応させることによって調製することができる。環状酸無水物基の反応性が高いので、カルナウバワックスと高い効率で反応し、未反応シリコーンが少ない。先に述べた特許文献1では、酸無水物をカルナウバワックスと反応させた後に、シリコーンと反応させる。同文献には酸無水物基を有するシリコーンオイルを使用することが好ましいとされているが、詳細な記載は何もない
The silicone of the present invention can be prepared by reacting a silicone containing a cyclic acid anhydride group with carnauba wax. Since the reactivity of the cyclic acid anhydride group is high, it reacts with carnauba wax with high efficiency, and there is little unreacted silicone. In
本発明の方法において使用される環状酸無水物基を含有するシリコーンの例は下記(5)式のものである。
ここで、YはC6〜C16の、末端に環状酸無水物基を含有する脂肪族基、脂環式基、もしくは芳香族基である。また、環状酸無水物基は、典型的には5員環であるが、それ以上の大きさの環であってもよい。R1は互いに独立にC1〜C10の脂肪族基、脂環式基、アリール基、アラルキル基、及びフッ素置換アルキル基からなる群より選択される基であり、好ましくは脂肪族基、より好ましくはメチル基である。また、m及びnは、シリコーン(5)の25℃における粘度が5〜5000 mPa・s、好ましくは10〜3000mPa・sになるような整数であり、典型的には、夫々、0≦m≦150及び0≦n≦30の整数である。fは0≦f≦3の整数であり、好ましくはn=0のときにf=2、n=1〜5のときにf=2又は3である。
Examples of silicones containing cyclic acid anhydride groups used in the method of the present invention are those of the following formula (5).
Here, Y is a C6-C16 aliphatic group, alicyclic group, or aromatic group containing a cyclic acid anhydride group at the terminal. The cyclic acid anhydride group is typically a 5-membered ring, but may be a larger ring. R 1 is a group selected from the group consisting of a C1-C10 aliphatic group, an alicyclic group, an aryl group, an aralkyl group, and a fluorine-substituted alkyl group independently of each other, preferably an aliphatic group, more preferably It is a methyl group. M and n are integers such that the viscosity of the silicone (5) at 25 ° C. is 5 to 5000 mPa · s, preferably 10 to 3000 mPa · s, and typically 0 ≦ m ≦ It is an integer of 150 and 0 ≦ n ≦ 30. f is an integer of 0 ≦ f ≦ 3, preferably f = 2 when n = 0, and f = 2 or 3 when n = 1-5.
上記環状酸無水物基を含有するシリコーンは、ハイドロジェンシリコーンと、末端に二重結合を含む環状酸無水物化合物を、塩化白金酸等の白金系触媒の存在下で付加反応させることによって得ることができる。好ましくは、SiH基(ヒドロシリル基)1モルに対し、二重結合が過剰モル(1.05〜1.4モル)となる量で、該環状酸無水物が使用される。 The silicone containing a cyclic acid anhydride group is obtained by addition reaction of hydrogen silicone and a cyclic acid anhydride compound containing a double bond at the terminal in the presence of a platinum-based catalyst such as chloroplatinic acid. Can do. Preferably, the cyclic acid anhydride is used in such an amount that the double bond becomes an excess mole (1.05 to 1.4 mole) with respect to 1 mole of SiH group (hydrosilyl group).
ハイドロジェンシリコーンは、(5)式においてYがHであるものを使用することができる。R1、m、n、fについては(5)式について述べたのと同様である。 As the hydrogen silicone, those in which Y is H in the formula (5) can be used. R1, m, n, and f are the same as those described for the expression (5).
末端に二重結合を含む環状酸無水物としては、アルケニル基、例えばビニル基、アリル基、ブテニル基、又はペンテニル基を有する無水マレイン酸誘導体、及び、下記式(6)に示すようなジシクロペンタジエン誘導体が好ましい。より好ましくは、沸点が低く、反応終了後に反応生成物から減圧下で容易に加熱除去できることから、アリルコハク酸無水物が使用される。
Examples of the cyclic acid anhydride containing a double bond at the terminal include maleic anhydride derivatives having an alkenyl group, such as a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, or a pentenyl group, and dicyclohexane as shown in the following formula (6). Pentadiene derivatives are preferred. More preferably, allyl succinic anhydride is used because it has a low boiling point and can be easily removed by heating from the reaction product under reduced pressure after completion of the reaction.
本発明で使用されるカルナウバワックスは、カルナウバヤシの葉から採取される。カルナウバワックスは2つの種類の高分子エステルを主成分とする。第1の型は下記で示される炭素数18〜30のヒドロキシ−n−アルカン酸と、炭素数24〜34のn−脂肪族アルコールとのエステルである。
(a、bは、夫々、0≦a≦26の整数、1≦b≦26の整数、及び15≦a+b≦27を満たす)
The carnauba wax used in the present invention is collected from the leaves of carnauba palm. Carnauba wax is based on two types of polymer esters. The first type is an ester of a hydroxy-n-alkanoic acid having 18 to 30 carbon atoms and an n-aliphatic alcohol having 24 to 34 carbon atoms shown below.
(A and b satisfy an integer of 0 ≦ a ≦ 26, an integer of 1 ≦ b ≦ 26, and 15 ≦ a + b ≦ 27, respectively)
第2の型は、下記で示される炭素数18〜30のn−アルカン酸と、炭素数24〜34のn−脂肪族アルコールとのエステルである。
CH3(CH2)cCOOH
(16≦c≦28の整数)
The second type is an ester of an n-alkanoic acid having 18 to 30 carbon atoms and an n-aliphatic alcohol having 24 to 34 carbon atoms shown below.
CH 3 (CH 2 ) c COOH
(16 ≦ c ≦ 28 integer)
本発明で使用されるカルナウバワックスは、全質量の70〜80質量%が第1の型のワックスであり、水酸基を多く有している。その典型的な物性値は下記のとおりであり、これらの物性を有するカルナウバワックスは加藤洋行(株)、野田ワックス(株)などから入手出来る。
融点(℃) 80〜86、酸価 2〜10、けん化価 78〜88、ヨウ素価 7〜14、及びアセチル価 51〜60。
上記シリコーン(5)と反応させるカルナウバワックスの量は、上記アセチル価に応じて設定することができる。該アセチル価は、JIS K8004−1961に従い測定される。
In the carnauba wax used in the present invention, 70 to 80% by mass of the total mass is the first type of wax and has many hydroxyl groups. The typical physical property values are as follows. Carnauba wax having these physical properties can be obtained from Hiroyuki Kato Co., Ltd., Noda Wax Co., Ltd. and the like.
Melting point (° C.) 80-86, acid value 2-10, saponification value 78-88, iodine value 7-14, and acetyl value 51-60.
The amount of carnauba wax to be reacted with the silicone (5) can be set according to the acetyl value. The acetyl value is measured according to JIS K8004-1963.
カルナウバワックスとシリコーン(5)との反応は、50℃〜200℃、好適には100℃〜160℃の温度で行われる。溶剤は使用しても使用しなくても良い。溶媒を使用する場合にはキシレン、トルエンのような芳香族系の溶剤が好ましい。また、反応時に、トリエチルアミン、トリブチルアミンのような3級アミン類、酢酸カリ、酢酸ソーダのような脂肪酸アルカリ金属塩などを触媒として使用しても良い。本発明の方法では、95%以上のシリコーン(5)がカルナウバワックスと反応するので、反応生成物を、溶媒のストリッピングを行う以外の処理を行うことなく、トナーに添加しても経時でトナーが凝集することが無い。又、本発明のシリコーンワックスは、トナーの他、カーワックス等の表面改質剤、種々の離型剤、滑性付与剤としても使用可能である。 The reaction between carnauba wax and silicone (5) is carried out at a temperature of 50 ° C to 200 ° C, preferably 100 ° C to 160 ° C. The solvent may or may not be used. When a solvent is used, an aromatic solvent such as xylene or toluene is preferable. In the reaction, tertiary amines such as triethylamine and tributylamine, and fatty acid alkali metal salts such as potassium acetate and sodium acetate may be used as a catalyst. In the method of the present invention, 95% or more of the silicone (5) reacts with the carnauba wax, so that the reaction product can be added to the toner over time without any treatment other than solvent stripping. The toner does not aggregate. In addition to the toner, the silicone wax of the present invention can be used as a surface modifier such as car wax, various release agents, and a lubricity-imparting agent.
以下、本発明を実施例により説明する。特に断りの無い限り、%は質量%である。
環状酸無水物基含有シリコーン合成例1
下記の平均構造式のハイドロジェンシリコーンを726g(1モル)と、キシレン1000gをフラスコに量り取り、145℃で30分、脱水を行った。
HMe2SiO(Me2SiO)8SiMe2H
(Meはメチル基である)
次に100℃で、0.5%塩化白金酸トルエン溶液を4g加え、アリルコハク酸無水物364g(2.6モル)を滴下した。滴下終了後、キシレン還流下で5時間反応させたところ、アルカリ水を入れて発生する水素量の測定から、SiH基の98%が反応したことが確認された。キシレンと過剰のアリルコハク酸無水物を減圧蒸留によってストリップしたところ986gの生成物を得た。該生成物は、図1に示すIRスペクトルにより、下記の環状酸無水物基含有シリコーン(1) であることを確認した。図1において、約1780cm‐1及び約1860cm‐1のピークが酸無水物基を表す。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. Unless otherwise specified,% is% by mass.
Cyclic anhydride group-containing silicone synthesis example 1
726 g (1 mol) of hydrogen silicone having the following average structural formula and 1000 g of xylene were weighed into a flask and dehydrated at 145 ° C. for 30 minutes.
HMe2SiO (Me2SiO) 8SiMe2H
(Me is a methyl group)
Next, 4 g of a 0.5% chloroplatinic acid toluene solution was added at 100 ° C., and 364 g (2.6 mol) of allyl succinic anhydride was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 5 hours under reflux of xylene. From the measurement of the amount of hydrogen generated by adding alkaline water, it was confirmed that 98% of the SiH groups had reacted. Stripping xylene and excess allyl succinic anhydride by vacuum distillation yielded 986 g of product. The product was confirmed to be the following cyclic acid anhydride group-containing silicone (1) by IR spectrum shown in FIG. In FIG. 1, peaks at about 1780 cm −1 and about 1860 cm −1 represent acid anhydride groups.
環状酸無水物基含有シリコーン合成例2
下記の平均構造式のハイドロジェンシリコーンを、726g(0.5モル)と、キシレン1000gをフラスコに量り取り、145℃で30分、脱水を行った。
Me3SiO(Me2SiO)15(MeHSiO)3SiMe3
次に100℃で、0.5%塩化白金酸トルエン溶液を4g加え、アリルコハク酸無水物273g(1.95モル)を滴下した。滴下終了後、キシレン還流下で5時間反応させたところ、SiHの97%が反応したことが確認された。キシレンと過剰のアリルコハク酸無水物をストリップすることにより、環状酸無水物基含有シリコーン(2)889gを得た。
Cyclic anhydride group-containing silicone synthesis example 2
726 g (0.5 mol) of hydrogen silicone having the following average structural formula and 1000 g of xylene were weighed into a flask and dehydrated at 145 ° C. for 30 minutes.
Me 3 SiO (Me 2 SiO) 15 (MeHSiO) 3 SiMe 3
Next, 4 g of a 0.5% chloroplatinic acid toluene solution was added at 100 ° C., and 273 g (1.95 mol) of allyl succinic anhydride was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the reaction was performed for 5 hours under reflux of xylene. As a result, it was confirmed that 97% of SiH had reacted. By stripping xylene and excess allyl succinic anhydride, 889 g of a cyclic acid anhydride group-containing silicone (2) was obtained.
アセチル価51であるカルナウバワックスを、1100g(OH基の量で1モル相当)と、キシレン1500gをフラスコに量り取り、145℃で1時間、脱水を行った。次に前述した、環状酸無水物基含有シリコーン(1)を453g(約0.45モル)と、トリブチルアミン18.5g(0.1モル)を140℃で投入し、引き続きキシレン還流下で5時間反応させた。反応生成物のIRスペクトルを測定したところ、酸無水物基が消失していた。引き続き、キシレンを減圧でストリップすることにより、カルナウバシリコーン (A)が、1522g得られた。そのIRスペクトルを図2に、及びH-NMRスペクトルを図3に示す。図2において、図1で確認された酸無水物基のピークは無く、エステル基もしくはカルボン酸基になっていることが分かる。又、図3において、3.5ppm付近にカルナウバワックスの‐CH-OH構造のHのピークが認められないことから、カルナウバワックスのOH基がほぼ総て反応したことが分かる。カルナウバシリコーン (A)は溶融状態で透明であった。また、DSCによる融点は79〜85℃、ピーク温度は83℃であった。 Carnauba wax having an acetyl value of 51 was weighed in a flask with 1100 g (corresponding to 1 mol of OH group) and 1500 g of xylene, and dehydrated at 145 ° C. for 1 hour. Next, 453 g (about 0.45 mol) of the cyclic acid anhydride group-containing silicone (1) and 18.5 g (0.1 mol) of tributylamine were added at 140 ° C. Reacted for hours. When the IR spectrum of the reaction product was measured, the acid anhydride group had disappeared. Subsequently, 1522 g of carnauba silicone (A) was obtained by stripping xylene under reduced pressure. The IR spectrum is shown in FIG. 2, and the H-NMR spectrum is shown in FIG. In FIG. 2, it can be seen that there is no peak of the acid anhydride group confirmed in FIG. 1, and it is an ester group or a carboxylic acid group. Further, in FIG. 3, since no H peak of the —CH—OH structure of carnauba wax is observed in the vicinity of 3.5 ppm, it can be seen that almost all OH groups of carnauba wax have reacted. Carnauba silicone (A) was transparent in the molten state. Further, the melting point by DSC was 79 to 85 ° C., and the peak temperature was 83 ° C.
アセチル価51であるカルナウバワックスを、1100g(OHで1モル相当)と、キシレン1500gをフラスコに量り取り、145℃で1時間、脱水を行った。次に前述した、環状酸無水物基含有シリコーン(2)を562g(0.3モル)と、酢酸カリ0.1gを、140℃でフラスコに投入し、引き続きキシレン還流下で5時間反応させた。反応生成物のIRスペクトルを測定したところ、酸無水物基が消失していた。引き続き、キシレンを減圧ストリップすることにより、カルナウバシリコーン (B)が、1612g得られた。カルナウバシリコーン(B)は、溶融状態で透明であった。また、DSCにより測定された融点は78〜85℃であった。 Carnauba wax having an acetyl value of 51, 1100 g (corresponding to 1 mol with OH) and 1500 g of xylene were weighed into a flask and dehydrated at 145 ° C. for 1 hour. Next, 562 g (0.3 mol) of the cyclic acid anhydride group-containing silicone (2) and 0.1 g of potassium acetate were introduced into the flask at 140 ° C., followed by reaction for 5 hours under reflux of xylene. . When the IR spectrum of the reaction product was measured, the acid anhydride group had disappeared. Subsequently, 1612 g of carnauba silicone (B) was obtained by stripping xylene under reduced pressure. Carnauba silicone (B) was transparent in the molten state. Moreover, melting | fusing point measured by DSC was 78-85 degreeC.
比較例1
アセチル価51であるカルナウバワックスを、1100g(OHで1モル相当)と、キシレン1500gをフラスコに量り取り、145℃で1時間、脱水を行った。次に下記平均構造式の、イソシアネート官能性シリコーン2388g(0.9モル)を、100℃で滴下し、そのままの温度で5時間反応させた。反応生成物のIRスペクトルを測定したところ、イソシアネート基は消失していた。引き続き、キシレンを減圧ストリップすることにより、カルナウバシリコーン(C)が3420g得られた。DSCにより測定された融点は79〜85℃であった。
Comparative Example 1
Carnauba wax having an acetyl value of 51, 1100 g (corresponding to 1 mol with OH) and 1500 g of xylene were weighed into a flask and dehydrated at 145 ° C. for 1 hour. Next, 2388 g (0.9 mol) of an isocyanate functional silicone having the following average structural formula was added dropwise at 100 ° C. and reacted at the same temperature for 5 hours. When the IR spectrum of the reaction product was measured, the isocyanate group had disappeared. Subsequently, 3420 g of carnauba silicone (C) was obtained by stripping xylene under reduced pressure. The melting point measured by DSC was 79-85 ° C.
比較例2
アセチル価51であるカルナウバワックスを、1100g(OHで1モル相当)と、キシレン1500gをフラスコに量り取り、145℃で1時間、脱水を行った。次に無水コハク酸を95g(1モル)とトリブチルアミン18.5g(0.1モル)を140℃で投入し、そのまま4時間反応を行い、カルナウバの水酸基をカルボキシ基に変換した。次に下記平均構造式の、アミン官能性シリコーン378g(0.45モル)を140℃で投入し、キシレン還流下、エステルアダプターで水を分離しながら反応を行った。3時間後に理論量の水が分離したので反応停止した。引き続きキシレンを減圧ストリップすることにより、カルナウバシリコーン(D)が、1520g得られた。DSCにより測定された融点は82〜90℃であった。
Comparative Example 2
Carnauba wax having an acetyl value of 51, 1100 g (corresponding to 1 mol with OH) and 1500 g of xylene were weighed into a flask and dehydrated at 145 ° C. for 1 hour. Next, 95 g (1 mol) of succinic anhydride and 18.5 g (0.1 mol) of tributylamine were added at 140 ° C., and the reaction was allowed to proceed for 4 hours to convert the carnauba hydroxyl group into a carboxy group. Next, 378 g (0.45 mol) of an amine functional silicone having the following average structural formula was added at 140 ° C., and the reaction was carried out under reflux of xylene while separating water with an ester adapter. The reaction was stopped after a theoretical amount of water separated after 3 hours. Subsequently, 1520 g of carnauba silicone (D) was obtained by stripping xylene under reduced pressure. The melting point measured by DSC was 82-90 ° C.
比較例3
アセチル価51であるカルナウバワックスを、1100g(OHで1モル相当)と、キシレン1500gをフラスコに量り取り、145℃で1時間、脱水を行った。次に無水コハク酸を95g(1モル)とトリブチルアミン18.5g(0.1モル)を140℃で投入し、そのまま4時間反応を行った。次に下記平均構造式の、エポキシ官能性シリコーン438g(0.45モル)を140℃で投入し、キシレン還流下、4時間反応を行った。4時間後にエポキシ基が消失したことが、IR分析で確認された。次いで、キシレンを減圧ストリップすることにより、カルナウバシリコーン(E)が1600g得られた。DSCによる融点は79〜87℃であった。
(ここで、Ωはシクロヘキセンエポキシドを表す)
Comparative Example 3
Carnauba wax having an acetyl value of 51, 1100 g (corresponding to 1 mol with OH) and 1500 g of xylene were weighed into a flask and dehydrated at 145 ° C. for 1 hour. Next, 95 g (1 mol) of succinic anhydride and 18.5 g (0.1 mol) of tributylamine were added at 140 ° C., and the reaction was carried out for 4 hours. Next, 438 g (0.45 mol) of an epoxy functional silicone having the following average structural formula was added at 140 ° C., and the reaction was performed for 4 hours under reflux of xylene. It was confirmed by IR analysis that the epoxy group disappeared after 4 hours. Subsequently, 1600 g of carnauba silicone (E) was obtained by stripping xylene under reduced pressure. The melting point by DSC was 79-87 ° C.
(Where Ω represents cyclohexene epoxide)
比較例4
アセチル価51であるカルナウバワックスを、1100g(OHで1モル相当)と、キシレン1500gをフラスコに量り取り、145℃で1時間、脱水を行った。次に無水コハク酸を95g(1モル)とトリブチルアミン18.5g(0.1モル)を140℃で投入し、そのまま4時間反応を行った。次にビニルシクロヘキセンエポキサイドを140℃で248g(2モル)投入し、そのままの温度で3時間、カルボキシ基とエポキシ基を反応させた後、一旦、過剰のビニルシクロヘキセンエポキサイドと触媒のトリブチルアミンと溶剤のキシレンをストリップした。キシレン1500gを新たに加え、塩化白金酸の0.5%トルエン溶液を4g、以下の構造のハイドロジェンシリコーンを660g(0.45モル)加えて、120℃で5時間反応後に、SiH基がすべて反応したことが確認された。キシレンをストリップすることによりカルナウバシリコーン(F)が1960g得られた。DSCにより測定された融点は80〜87℃であった。
Comparative Example 4
Carnauba wax having an acetyl value of 51, 1100 g (corresponding to 1 mol with OH) and 1500 g of xylene were weighed into a flask and dehydrated at 145 ° C. for 1 hour. Next, 95 g (1 mol) of succinic anhydride and 18.5 g (0.1 mol) of tributylamine were added at 140 ° C., and the reaction was carried out for 4 hours. Next, 248 g (2 moles) of vinylcyclohexene epoxide was added at 140 ° C., and the carboxy group and the epoxy group were reacted at the same temperature for 3 hours. Xylene was stripped. After adding 1500 g of xylene, adding 4 g of 0.5% toluene solution of chloroplatinic acid and 660 g (0.45 mol) of hydrogen silicone having the following structure, after reacting at 120 ° C. for 5 hours, all SiH groups were removed. It was confirmed that the reaction occurred. By stripping xylene, 1960 g of carnauba silicone (F) was obtained. The melting point measured by DSC was 80-87 ° C.
粉砕法によるトナーの調製
ガラス転移点68℃のスチレンーアクリル樹脂(ハイマーTB−9000;三洋化成社製)100重量部、カーボンブラック(MA−600;三菱化学社製)5重量部、メチルトリフェニルホスホニウムトシレート(荷電制御剤)1重量部、及び5重量部の上記各カルナウバシリコーンを夫々分散混合した後、二軸押出機を用いて溶融混練した。混練物を冷却後ハンマーミルで粉砕し、さらに、超音速ジェットミル粉砕機にて微粉砕した。得られた粉体を分級機で分級し、平均粒径10μm前後の微粒粉黒色トナーを得た。
Preparation of toner by pulverization method 100 parts by weight of styrene-acrylic resin (Hymer TB-9000; manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) having a glass transition point of 68 ° C., 5 parts by weight of carbon black (MA-600; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), methyltriphenyl After 1 part by weight of phosphonium tosylate (charge control agent) and 5 parts by weight of each of the above carnauba silicones were dispersed and mixed, they were melt-kneaded using a twin screw extruder. The kneaded product was cooled and pulverized with a hammer mill, and further pulverized with a supersonic jet mill pulverizer. The obtained powder was classified with a classifier to obtain a fine powder black toner having an average particle size of about 10 μm.
耐オフセット性及び耐ブロッキング性の評価方法
(1)耐オフセット性
未定着トナー像を担持した記録紙を用意した。該記録紙を、100℃から210℃までの範囲の所定の各表面温度に設定された加熱ローラを経由して、定着ニップローラを通過させた後、定着状態を目視観察した。加熱ローラへのトナーの転写が生じない加熱ローラの温度領域を定着温度領域とした。
(2)耐ブロッキング性
現像用トナー10gを内径約5cmの円筒形の容器に入れ、該内径を直径とする円板を介して20gの加重をかけて、50℃の環境下に1日放置した後、トナーを容器から取り出し下記基準により判断した。
A:凝集なし B:凝集して塊が形成されており、該塊は加重をかけても崩れない。
Evaluation Method of Offset Resistance and Blocking Resistance (1) Offset recording resistance A recording paper carrying an unfixed toner image was prepared. The recording paper was passed through a fixing nip roller via a heating roller set to a predetermined surface temperature in a range from 100 ° C. to 210 ° C., and the fixing state was visually observed. The temperature range of the heating roller at which toner transfer to the heating roller does not occur was defined as the fixing temperature range.
(2) 10 g of anti-blocking developing toner was put into a cylindrical container having an inner diameter of about 5 cm, and a weight of 20 g was applied through a disk having the inner diameter as a diameter, and left for 1 day in an environment of 50 ° C. Thereafter, the toner was taken out of the container and judged according to the following criteria.
A: No aggregation B: Aggregates to form a lump, and the lump does not collapse even when a weight is applied.
各トナーの耐オフセット性と耐ブロッキング性を評価した結果を下表1に示す。 The results of evaluating the offset resistance and blocking resistance of each toner are shown in Table 1 below.
本発明のシリコーンは、広い温度範囲で紙への接着力に優れ、貯蔵期間中にブロッキングを起こさない、トナーを調製するのに有用である。また、カーワックス等の表面改質剤、種々の用途の離型剤、滑性付与剤としても使用可能である。 The silicone of the present invention is useful for preparing a toner that has excellent adhesion to paper over a wide temperature range and does not block during storage. It can also be used as a surface modifier such as car wax, a mold release agent for various uses, and a slipperiness imparting agent.
Claims (7)
[式(1)において、R1は互いに独立にC1〜10の脂肪族基、脂環式基、アリール基、アラルキル基、及びフッ素置換アルキル基からなる群より選択される基であり、
R2は下記式(2)で表されるヒドロキシ残基であり、
(ここで、a及びbは、夫々、0≦a≦26及び 1≦b≦26の整数であり、 15≦a+b≦27を満たし、R3はC24〜C34の直鎖脂肪族基である)
Xは下記式(3)で表される基であり、及び、
(ここで、R4は式(1)のR2と結合され、C3〜C12の脂肪族基もしくは脂環式基であり、R5はC1〜C4の脂肪族基、もしくはR5はR4と結合されてC7〜C12の架橋環式基を形成している)
m及びnは、夫々、0≦m≦150及び0≦n≦30の整数であり、fは0≦f≦3の整数である] Silicone represented by the following general formula (1).
[In Formula (1), R 1 is a group independently selected from the group consisting of a C1-10 aliphatic group, an alicyclic group, an aryl group, an aralkyl group, and a fluorine-substituted alkyl group;
R 2 is a hydroxy residue represented by the following formula (2),
(Where a and b are 0 ≦ a ≦ 26 and 1 ≦ b ≦ 26 is an integer, 15 ≦ a + b ≦ 27 is satisfied, and R 3 is a C24-C34 linear aliphatic group)
X is a group represented by the following formula (3), and
(Here, R 4 is bonded to R 2 of formula (1) and is a C3 to C12 aliphatic group or alicyclic group, R 5 is a C1 to C4 aliphatic group, or R 5 is R 4. To form a C7-C12 bridged cyclic group)
m and n are integers of 0 ≦ m ≦ 150 and 0 ≦ n ≦ 30, respectively, and f is an integer of 0 ≦ f ≦ 3]
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