DE3788426T2 - Kontinuierliches verfahren zur behandlung einer polymerreaktionsmischung. - Google Patents

Kontinuierliches verfahren zur behandlung einer polymerreaktionsmischung.

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DE3788426T2 DE87906451T DE3788426T DE3788426T2 DE 3788426 T2 DE3788426 T2 DE 3788426T2 DE 87906451 T DE87906451 T DE 87906451T DE 3788426 T DE3788426 T DE 3788426T DE 3788426 T2 DE3788426 T2 DE 3788426T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung eines Styrolpolymeren, das auf dem Gebiet der elektrofotographischen Toner Verwendung findet, indem ein Reaktionsgemisch, das das mittels Homopolymerisation des Styrolmonomeren oder mittels Kopolymerisation mit einem anderen Vinylmonomeren hergestellte Styrolpolymer enthält, kontinuierlich behandelt wird, so daß flüchtige Bestandteile wie nicht umgesetztes Monomeres, das Lösungsmittel der Polymerisation und die Zerfallsprodukte des Polymerisationsstarters mittels einer spezifischen Abtrennvorrichtung für die flüchtigen Bestandteile abgetrennt und entfernt werden.
  • Verfahren zur Abtrennung des Block- oder Lösungsmittelpolymerisierten Styrolpolymeren aus einem Polymerisationsreaktionsgemisch sind in den japanischen Patentveröffentlichungen 31 678/1970, 29 797/1973 etc. offenbart. Das das in diesen Publikationen beschriebene Styrolpolymer hat ein relativ hohes Molekulargewicht und ist beispielsweise nützlich für Anwendungen zum Gießen. Diese Verfahren haben Nachteile und sind nicht geeignet zur Behandlung des Reaktionsgemisches, das das in dieser Erfindung verwendete Styrolpolymer enthält.
  • Beispielsweise offenbart die japanische Patentveröffentlichung 29 797/ 1973 ein Verfahren zur Verwendung eines vertikalen Mehrröhren-Wärmeaustauschers. Wenn jedoch der Wärmeaustauscher für das Reaktionsgemisch des Styrolpolymeren, das in dieser Erfindung verwendet wird, angewandt wird, ist die Fließgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches in die Heizzone deutlich reduziert. Dies beruht darauf, daß das immer in dem zuvor erwähnten Reaktionsgemisch vorhandene Polymere geringen Molekulargewichts durch den reduzierten Druck in dem Wärmeaustauscher schäumt. Daher hält die Strömungslinie des Reaktionsgemisches noch ihre ursprüngliche Richtung, nachdem sie in die Heizzone geflossen ist, und die Verteilung der Fließmenge in jedes Rohr in der Heizzone neigt dazu, unausgeglichen zu sein. Dieses Phänomen resultiert in Schwankungen der Fließmenge, der Fließmengenverteilung und der Verweilzeit in der Heizzone. Dementsprechend ist gefunden worden, daß die Wirksamkeit, mit der die flüchtigen Bestandteile entfernt werden, eine bemerkenswerte Fluktuation aufweisen. Außerdem ist die Qualität des Produktes deutlich verringert. Es ist natürlich möglich, die Fließmengenverteilung in gewisser Weise dadurch zu homogenisieren, daß eine Dispersionsplatte am Einlaß der Heizzone angebracht wird. Dies ist jedoch immer noch nicht zufriedenstellend, solange ein vertikaler Mehrröhren-Wärmeaustauscher verwendet wird.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereit zu stellen zum kontinuierlichen Abtrennen eines Styrolpolymeren, das eine sehr kleine Menge eines flüchtigen Bestandteils enthält, indem ein Reaktionsgemisch des Styrolpolymeren, das ein Polymeres niedrigen Molekulargewichtes enthält, homogen in eine Heizzone eines Wärmeaustauschers eingeleitet wird und der flüchtige Bestandteil aus dem Reaktionsgemisch unter einheitlichen Bedingungen entfernt wird.
  • Das oben genannte Ziel der vorliegenden Erfindung wird erreicht, indem ein kontinuierliches Verfahren zur Abtrennung eines Styrolpolymeres enthaltenden Reaktionsgemisches von flüchtigen Bestandteilen mittels kontinuierlicher Entfernung der flüchtigen Bestandteile aus dem Reaktionsgemisch, das das Styrolpolymer enthält, bereitgestellt wird, wobei das Styrolpolymer durch Polymerisation von Styrolmonomeren allein oder mit einem anderen Vinylmonomeren erhalten wurde. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte, das Reaktionsgemisch, das das Styrolpolymer enthält, hinunterfließen zu lassen und durch einen ringförmigen Raum eines Wärmeaustauschers vorzuwärmen, wobei der Wärmeaustauscher aus einem äußeren Doppelrohr als Verkleidung des zirkulierenden Wärmemediums, einem konzentrisch angeordneten inneren Rohr des Wärmeaustauschers zur Zirkulation des Wärmemediums und dem ringförmigen Raum, der dazwischen gebildet wird, besteht. Weiterhin umfaßt das Verfahren den Schritt, das Reaktionsgemisch, das das Styrolpolymere enthält, in eine Vakuumkammer, die mit dem Wärmeaustauscher verbunden ist, aus zudampfen, so daß das Styrolpolymere kontinuierlich von den flüchtigen Bestandteilen abgetrennt wird, wobei das Styrolpolymere ein Polymeres geringen Molekulargewichts mit einem Molekulargewicht - Zahlenmittel von 1000 bis 5000 und einer Glasumwandlungstemperatur von 40-80ºC umfaßt.
  • Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt, der eine Ausführungsform einer Vorrichtung, die für den Zweck dieser Erfindung geeignet ist, darstellt.
  • Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A' in Fig. 1.
  • In diesen Figuren bedeuten 1 einen Einlaßstutzen, 2 den Kopf eines Wärmeaustauschers, 3 einen dazwischenliegenden Flansch, 4 die Verkleidung eines Wärmeaustauschers, 5 eine Vakuumkammer, 6 einen Kühlapparat, 7 eine Entleerungspumpe, 8 ein Rohr in dem inneren Rohr des Wärmeaustauschers, 9 das innere Rohr des Wärmeaustauschers, 10 einen ringförmigen Raum, 11 die Innenwand des Wärmeaustauschers, 12 die dispergierte Flüssigkeit, 13 die ausgelassene Flüssigkeit, 14 ein flüchtiges Gas, 15 das Kopolymere, 16 ein Wärmemedium-Einlaß in das innere Rohr, 17-19 die Fließrichtung des Wärmemediums in dem inneren Rohr, 20 den Wärmemedium-Auslaß des inneren Rohres, 21 den Wärmemedium-Einlaß, 22 den Wärmemedium-Auslaß, 23 die Verkleidung einer Vakuumkammer und 24 die Außenwand der Verkleidung des Wärmeaustauschers.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann natürlich angewandt werden, um-das Reaktionsgemisch des Styrolpolymeren, das mittels eines diskontinuierlichen Verfahrens polymerisiert worden ist, kontinuierlich zu behandeln und das Polymere abzutrennen. Wenn man ein derartiges Verfahren beispielsweise mit dem in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 125481/1976 offenbarten Verfahren kombiniert, kann das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ein ausgesprochen wirkungsvolles Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung des Styrolpolymeren, das ein Polymeres niedrigen Molekulargewichts enthält, bereitstellten.
  • Das Styrolpolymere, das gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird, umfaßt das Polymere geringen Molekulargewichts mit einem Molekulargewicht - Zahlenmittel von 1000-5000 und einer Glasumwandlungstemperatur im Bereich von 40-80ºC , ein Styrolpolymeres, das erhalten wurde, indem 70-30 Teile des oben erwähnten Polymeren geringen Molekulargewichts und 30 - 70 Teile eines Polymeren hohen Molekulargewichts sowie ein Gemisch des obengenannten Styrolpolymeren mit einem Polyolefin geringen Molekulargewichts gemischt werden.
  • Das Monomere, daß das sogenannte Styrolpolymere gemäß vorliegender Erfindung aufbaut, umfaßt Styrol und andere Vinylmonomere. Beispiele anderer Vinylmonomere, die verwendet werden können, sind o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, α-Methylstyrol, p-t-Butylstyrol, Vinylnaphthalen, Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylacetat, Acrylnitril, Metharcrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, i-Butylacrylat, Cyclohexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmetharcrylat, n-Propylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, i-Butylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Dimethylfumarat, di-i-Propylfumarat, di-n- Butylfumarat, di-i-Butylfumarat, Dimethylmaleat, Diethylmaleat, di-i-Propylmaleat, di-n-Butylmaleat, di-i-Butylmaleat, 2-Vinylpyridin, 2-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol und N-Vinylpyrrolidon. Wenigstens eines dieser Monomeren kann mit Styrol kopolymerisiert werden. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung sind Styrol alleine oder ein Gemisch aus Styrol mit Methacrylsäure und/oder Methacrylat besonders bevorzugt unter diesen Vinylmonomeren.
  • Abgesehen von der vorliegenden Erfindung kann ein homogenes Gemisch eines Polymeren wirksam auch dadurch hergestellt werden, indem andere Styrolpolymeren hohen Molekulargewichts mit dem Reaktionsgemisch, das das Polymer geringen Molekulargewichts enthält, gemischt werden, bevor das Verfahren gemäß vorliegenden Erfindung angewandt wird. Außerdem kann das resultierende Gemisch auch mit wenigstens einem der Polyolefine hohen Molekulargewichts gemischt werden, wie z. B. Polypropylen geringen Molekulargewichts, Polyethylenwachs, Polytetrafluorethylen und dergleichen, um ein einheitliches Gemisch zu erhalten.
  • Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, können die flüchtigen Bestandteile kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch des Styrolpolymeren, das das Polymere geringen Molekulargewichts enthält, kontinuierlich entfernt werden, was anhand des Standes der Technik nur schwierig zu erreichen war. Der flüchtige Gehalt des zuvor genannten Styrolpolymeren kann immer auf 0,3% oder weniger reduziert werden, ohne daß bemerkenswerte Abweichungen in der Effizienz bei der Entfernung der flüchtigen Bestandteile auftreten würden. Außerdem kann ein derart geringer Gehalt flüchtigen Materials in dem zuvor genannten Styrolpolymeren einen elektrofotographischen Toner bereitstellen, der ausgezeichnete Gleitfähigkeit, Versetzwiderstand (offset resistance) und eine ausgezeichnete elektrostatische Aufladung aufweist und sehr wertvoll ist für die tatsächliche Verwendung.
  • Die Ausrüstung zur Abtrennung der flüchtigen Bestandteile in der vorliegenden Erfindung umfaßt beispielsweise die in den Fig. 1 und 2 dargestellte, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 24411/1981 offenbart ist. Der in dieser Offenbarung zu behandelnde Gegenstand ist ein reaktives Polymerengemisch. Das reaktive Polymere verursacht eine Vernetzungsreaktion, wenn es bei der Behandlung erhitzt wird, und das erzeugte Gel haftet an dem Rohr. Daher ist die Aufgabe der in der oben genannten Offenbarung dargestellten Ausrüstung die Verhinderung von Rohrverstopfungen im Wärmeaustauscher. Andererseits ist der zu behandelnde Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Reaktionsgemisch von Styrolpolymeren, das Polymere geringen Molekulargewichts enthalten, und verursacht keine gelbildende Reaktion beim Erhitzen. Außerdem ist eine Aufgabe der Verwendung von dieser Ausrüstung gemäß vorliegender Erfindung, das Reaktionsgemisch einheitlich in die Heizzone des Wärmeaustauschers einzuführen, die flüchtigen Bestandteile aus dem Reaktionsgemisch unter einheitlichen Bedingungen zu entfernen und das Styrolpolymere niedrigen Molekulargewichts mit einem sehr geringen Gehalt flüchtiger Bestandteile kontinuierlich herzustellen. Wie oben erwähnt ist die vorliegende Erfindung von der zuvorgenannten Offenbarung bezüglich Gegenstand und Aufgabe der Behandlung völlig unterschiedlich.
  • Ein bevorzugtes Beispiel zur kontinuierlichen Behandlung des Reaktionsgemisches gemäß vorliegender Erfindung wird nachfolgend dargestellt.
  • Das heißt, ein Vinylpolymer wird mittels Blockpolymerisation bei 60-150ºC auf ein Polymerisationsverhältnis von 30-90 Gew.% gebildet, sukzessive mit einem Lösungsmittel gemischt, um die Viskosität des Reaktionsgemisches zu reduzieren. Weiterhin wird eine Lösungsmittelpolymerisation durchgeführt, um das Polymere hohen Molekulargewichts zu erhalten. Ein Vinylmonomer des Styroltyps wird getrennt davon bei einer Temperatur von 190-230ºC im Zustand einer Lösung polymerisiert, um das Polymere niedrigen Molekulargewichts zu erhalten.
  • Aus 30-70 Teilen, bezogen auf das Gewicht des Polymeren hohen Molekulargewichts als Feststoff, und 70-30 Teilen, bezogen auf das Gewicht des Polymeren niedrigen Molekulargewichts als Feststoff, wird ein Gemisch hergestellt.
  • Dann wird das resultierende Gemisch der Polymerlösung kontinuierlich mittels des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung behandelt, so daß die flüchtigen Bestandteile von dem Styrolpolymeren abgetrennt werden. Das resultierende Styrolpolymere hat ein Molekulargewicht - Zahlenmittel (Mn) von 2000-15000, ein durchschnittliches Molekulargewicht Z (Mz) von nicht weniger als 400000 und einen Quotienten Mz/Mn von 50-600 und ist für die Herstellung von Tonerharzen geeignet.
  • Die vorliegende Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf die Beispiele erläutert. Wenn nichts anderes angegeben ist, bedeuten Teile Gewichtsteile.
  • Beispiel 1
  • Ein Reaktor wurde mit 70 Teilen Styrol und 30 Teilen eines 1 : 1 Lösungsmittelgemisches von Xylol und Ethylbenzol beladen und bei einer Temperatur von 210ºC gehalten. Die Polymerisationsreaktion wurde durchgeführt, indem eine einheitliche Lösung, die 0,5 Mol Di-t-Butylperoxid pro 100 Mol Styrol enthielt, mit einer Rate von 750 cm³/h unter einem Innendruck von 6 kg/cm² kontinuierlich in den Reaktor eingespeist wurde. Das resultierende Reaktionsgemisch, das das Polymere geringen Molekulargewichts enthält, wurde mit der selben Geschwindigkeit wie oben aus dem Auslaß des Reaktors durch daß Einlaßventil des Abtrennungsapparates für flüchtige Bestandteile in den ringförmigen Raum des Wärmeaustauschers eingespeist. Die Abtrennungsapparatur für flüchtige Bestandteile ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Apparatur hat ein äußeres Doppelrohr für die zusätzliche Verwendung als Verkleidung für das zirkulierende Wärmemedium, ein konzentrisch angeordnetes inneres Rohr des Wärmeaustauschers für die Zirkulation des Wärmemediums und einen ringförmigen Raum, der zwischen den äußeren und inneren Rohren gebildet wird. Das Wärmemedium wurde in der Verkleidung und dem inneren Rohr bei 210ºC zirkuliert. Die Temperatur betrug 210ºC am Auslaß des Reaktors und sank an der Innenseite des Wärmeaustauscherskopfes durch das Schäumen auf Grund des reduzierten Druckes und der latenten Verdampfungswärme auf 190ºC. Das Reaktionsgemisch wurde in die Vakuumkammer entladen, bei einem absoluten Druck von 20 mmHg und einer Temperatur der Verkleidung von 140ºC gehalten. Das Gemisch wurde mittels Ausdampfen in Gas- und flüssige Phasen getrennt, und die flüssige Phase wurde am Boden der Kammer gesammelt. Das Polymere geringen Molekulargewichts hatte eine Temperatur von 140ºC, nachdem die flüchtigen Beständteile abgetrennt worden waren. Das resultierend Polysterol wurde vom Boden der Vakuumkammer kontinuierlich entladen und hatte ein Molekulargewicht- Zahlenmittel von 2500, eine Glasumwandlungstemperatur von 64ºC und einen Gehalt an nicht flüchtigen Bestandteilen von 99.9%.
  • Das Molekulargewicht-Zahlenmittel wurde mittels Gel- Permeationschromatographie unter Verwendung von Polystyrol als Standard gemessen. Die Glasumwandlungstemperatur wurde nach der DSC-Methode gemessen. Der Gehalt an nicht flüchtigen Bestandteilen wird gemessen, indem die Probe in einem Schälchen exakt gewogen wird, die Probe anschließend 90 Minuten lang auf 105ºC erhitzt wird und das Restgewicht erneut gewogen wird, um den Verlust zu berechnen. Die selben Analysenmethoden wurden auch in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Das Reaktionsgemisch von Beispiel 1, das das Polymere geringen Molekulargewichts enthält, wurde unter Verwendung eines Mehrröhren-Wärmeaustauschers, der dem Rohrauslaß derart angeordnet enthält, daß er direkt mit der Vakuumkammer in Verbindung steht, erhitzt. Der Zustand des Hinabfließens des Polymeren am Auslaß jeden Rohres in dem Wärmeaustauscher wurde durch das Fenster beobachtet, mit dem die Vakuumkammer versehen ist. Die Fließgeschwindigkeit von jedem Rohr war instabil und der nicht flüchtige Gehalt des entladenen Polystyrol war auf 98,9% reduziert.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Die Maßnahmen aus Beispiel 1 wurden wiederholt, indem das selbe Reaktionsgemisch, das das Polymere niedrigen Molekulargewichts enthält, verwendet wurde, indem der selbe Wärmeaustauscher, der die selbe Fläche der Strömungslinie und die selbe Fläche der Wärmeübertragung aufweist verwendet wurden, außer daß die Zirkulation des Wärmemediums durch das innere Rohr weggelassen wurde (d. h. als Hohlrohr verwendet wurde). Der nicht flüchtige Gehalt des ausgetragenen Polystyrol war auf 99.2% reduziert.
  • Beispiel 2
  • Das Reaktionsgemisch von Beispiel 1, das das Polymere niedrigen Molekulargewichts enthält, wurde als erste Komponente verwendet. Ein Styrolpolymer hohen Molekulargewichts, hergestellt aus 70 Teilen Styrol und 30 Teilen n-Butylacrylat, mit einem Massemittel des Molekulargewichts von 300000 und einer Glasumwandlungstemperatur von 58ºC wurde als zweite Komponente verwendet. Die erste und zweite Komponente wurden jeweils in Xylol gelöst. Beide Xylollösungen wurden einheitlich und in Mengen gemischt, daß sich ein 50 : 50 Gewichtsverhältnis zwischen Polymeren niedrigen Molekulargewichts und hohen Molekulargewichts ergab. Anschließend wurden die selben Maßnahmen wie im Beispiel 1 durchgeführt, indem die selbe Abtrennungsapparatur für flüchtige Bestandteile verwendet wurde. Das resultierende Styrolpolymere war ein homogenes Gemisch des Polymeren hohen und niedrigen Molekulargewichts und hatte einen Gehalt von nicht flüchtigen Bestandteilen von 99.8%.
  • Beispiel 3
  • Das Reaktionsgemisch von Beispiel 1, das das Polymere niedrigen Molekulargewichts enthält, wurde mit 5 Gew.% Polypropylen geringen Molekulargewichts versetzt und gemischt. Anschließend wurden die selben Maßnahmen wie im Beispiel 1 durchgeführt. Das Styrolpolymere niedrigen Molekulargewichts, das erhalten wurde, war ein homogenes Gemisch mit dem Polypropylen geringen Molekulargewichts und hatte einen Gehalt an nicht flüchtigen Bestandteilen von 99.9%.
  • Beispiel 4
  • Ein Styrol-Methacrylsäure-Kopolymeres wurde unter Verwendung der selben Maßnahmen wie im Beispiel 1 hergestellt, außer daß 67 Teile Styrol und 3 Teile Methylacrylsäure anstelle von 70 Teilen Styrol verwendet wurden. Das resultierende Kopolymere hatte ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 3800, eine Glasumwandlungstemperatur von 70ºC, und einen Gehalt an nicht flüchtigen Bestandteilen von 99.8%.
  • Beispiel 5
  • Ein mit Stickstoff beschickter Kolben (nitrogen replaced flask) wurde mit 72 Teilen Styrol und 28 Teilen Butylacrylat als Vinylpolymeren beladen, und dann auf 120ºC erhitzt. Die Blockpolyinerisation wurde 10 Stunden bei dieser Temperatur durchgeführt, so daß eine Umwandlung von 55% erzielt wurde. Dann wurden sukzessive 30 Teile Xylol zugesetzt, um eine Lösung herzustellen. Ein Gemisch, das 0.1 Teile Dibutylperoxid, gelöst in 50 Teilen Xylol, enthält, wurde kontinuierlich über einen Zeitraum von 8 Stunden bei 130ºC der Lösung zugesetzt. Die Reaktion wurde fortgesetzt bis zur Vollendung der Zugabe und einer Stunde darüber hinaus. Das resultierende Polymere hohen Molekulargewichts wurde als A-1 bezeichnet.
  • In dem nächsten Schritt wurde eine Lösungsmittel- Polymerisation durchgeführt, indem eine homogene Lösung von 0.5 Mol Di-t-Butylperoxid in 100 Mol Styrol mit einer Geschwindigkeit von 750 cm³/h dem Gemisch kontinuierlich zugesetzt wurde, das aus 70 Teilen Styrol und 30 Teilen eines Lösungsmittelgemisches besteht, das Xylol und Ethylbenzol enthält. Die Reaktionsbedingungen, die herrschten, waren eine Reaktorinnentemperatur von 210ºC, ein Innendruck von 6 Kg/cm² und eine Auslaßtemperatur von 100ºC.
  • Das resultierende Styrolpolymere geringen Molekulargewichts hatte eine Umsetzung von 99.5 Gew.%. Das Molekulargewicht wurde mittels Gel-Permeationschromatographie unter Verwendung von monodispergiertem Standard-Polysterol als Referenz und von Tetrahydrofuran als Elutionsmittel bestimmt. Das Molekulargewicht-Zahlenmittel, das so erhalten wurde, war 2100.
  • Außerdem wurde das feste Polymere A-2 erhalten, indem das Lösungsmittel getrennt entfernt wurde, und seine Glasumwandlungstemperatur (Tg) wurde mit einem differentiell scannenden Kalorimeter unter Verwendung von Aluminiumoxid als Referenz bestimmt. Die gemessene Tg war 70ºC.
  • Aus 50 Teilen des obengenannten Styrolpolymeren geringen Molekulargewichts A-2 und 90 Teilen des zuvor erwähnten Polymeren hohen Molekulargewichts A-1 (50 Teile als Feststoff) wurde ein Gemisch hergestellt. Das Lösungsmittel wurde unter Verwendung der selben Abtrennungsapparatur für flüchtige Bestandteile wie im Beispiel 1 und wie dargestellt in den Fig. 1 und 2 aus dem Gemisch entfernt. Das Gemisch wurde auf 200ºC erhitzt und in ein Vakuumsystem abgedampft, daß bei 10 mmHg gehalten wurde, indem fast die selben Bedingung wie in Beispiel 1 verwendet wurden. Das resultierende Polymere hatte ein Mn von 2800, ein Mz von 652000, einen Quotienten Mz/Mn von 233 und eine Tg von 57ºC. Außerdem hatte das Polymere einen Gehalt an rückständigen flüchtigen Bestandteilen von 0.09%.
  • Das so erhaltene Styrolpolymere wurde bezüglich der Kennzeichen für elektrophotographischen Toner beurteilt.
  • (Herstellung des Toners)
  • In einem Henshel (RTM) Mixer wurden 100 Teile des Harzes, 10 Teile Carbon-Black (MA-100: ein Produkt von Mitsubishi Chemical Co.) als Farbmittel, 3 Teile Polypropylenwachs und 0.5-2 Teile Spiron-Black TRH (RTM) als Beschickungsregulator gemischt. Das Gemisch wurde mit einem Doppelschneckenextruder bei einer Temperatur von 140ºC (Einlaß) bis 150ºC (Auslaß) heiß geknetet, abgekühlt und zerkleinert. Die resultierenden groben Partikel wurden fein gemahlen mit einer Strahlmühle und einem Windsichten (air classification) unterworfen, so daß Toner mit einer Partikelgröße von 8-20 um (11.5 um im Durchschnitt) erhalten wurde. Der resultierende Toner wurde mit 0.15 Teilen Kolloidaler Silika-Masse im Henshel Mixer gemischt und getestet.
  • Die Menge an beschickungskontrollierendem Mittel wurde kontrolliert, so daß -15 uC/g elektrostatische Aufladung nach Mischung von 95 Teilen des Trägers für EP870 mit 5 Teilen des Toners in einem V-Mischer (V-blender) über einen Zeitraum von 30 Minuten erhalten wurden.
  • (Beurteilung als Toner)
  • Außerdem wurden Verdoppelungscharakteristika unter den folgenden Bedingungen mit einer elektrophotographischen Kopiermaschine EP870 (Produkt von Minolta Camera Co.) mit Teflon (RTM) Warmwalzen bestimmt.
  • Fixierfähigkeit: Ein Plastikradierer "MONO" (Produkt von Tombo Pencil Co.) wurde 20 Mal mit konstanter Kraft zwischen einem festen schwarzen und einem nicht-getonerten weißen Teil auf einem Doppelblatt hin und her bewegt. Das Entfernen von Toner von dem schwarzen Teil und die Verschmutzung des weißen Teils wurden beobachtet und in die folgenden vier Klassen eingeteilt.
  • . . . Überhaupt keine Entfernung vom Toner.
  • . . . Gut.
  • . . . Toner wurde leicht entfernt.
  • X . . . Schlecht. Toner wurde entfernt und verursachte viel Schmutz.
  • Kontamination des weißen Hintergrunds:
  • Der weiße Teil des 100-ten Blatts wurde verglichen mit dem weißen Teil des 10000-ten Blatts in einem kontinuierliche ablaufenden Kopiervorgang. Der Grad der Kontamination auf dem weißen Hintergrund in Folge des Verteilens von Toner wurde in die folgenden 3 Klassen eingeteilt.
  • . . . Gut.
  • . . . Kontamination wurde mit einem Vergrößerungsglas mit einer 30 fachen Vergrößerung beobachtet.
  • X . . . . Kontamination wurde mit dem bloßen Auge beobachtet.
  • Versetzwiderstand (offset resistance):
  • Das Abfärben (offset) betrifft ein Phänomen, daß ein Teil des Toners auf der Oberfläche einer Fixierwalze haftet und dann nach einer Umdrehung der Walze wieder auf die frische Oberfläche eines Papieres transferiert wird, so daß das Papier kontaminiert wird.
  • . . . Es wurde bei 10000 Blättern bei einem kontinuierlich ablaufenden Kopiervorgang keine Kontamination gefunden.
  • X . . . Unter den selben Bedingungen wurde Kontamination gefunden.
  • Gleitfähigkeit:
  • Die Gleitfähigkeit wurde abgeschätzt, indem die Aggregation beobachtet wurde, nachdem man den Toner 8 Stunden lang bei einer Temperatur von 55ºC unter 80% relativer Feuchtigkeit stehengelassen hatte. Die Ergebnisse wurden durch die folgenden vier Klassen dargestellt.
  • . . . Es wurde überhaupt keine Aggregation gefunden.
  • . . . Es wurde teilweise Aggregation gefunden, aber sie ließ sich leicht lösen.
  • . . . Teilweise wurde festes Koagulat gefunden.
  • X . . . Festes Koagulat wurde vollständig gefunden.
  • Schwankungen der elektrostatischen Aufladung:
  • In dem kontinuierlichen Kopiervorgang wurden triboelektrostatische Aufladungen der 100-ten und 10000-ten Duplikate durch den folgenden Bruch (absoluter Wert) ausgedrückt.
  • (Betrag der Aufladung nach dem 10000-ten Duplikat - (Betrag der Aufladung nach dem 100-ten Duplikat)/(Betrag der Aufladung nach 100-ten Duplikat) · 100 (%)
  • Wenn der Bruch nicht größer als 10 (%) war, wurde die Schwankung als gut angesehen.
  • Dispergierbarkeit des Farbmittels:
  • Ein Schiebeglas wurde auf eine heiße Platte gelegt, die zuvor auf 250 bis 300ºC erhitzt worden war. Eine kleine Menge des Toners wurde auf das Schiebeglas gegeben. Gleichzeitig mit dem Schmelzen des Toners wurde ein Deckglas auf die Tonerprobe gelegt und mit einem vorgegebenen Druck 60 Sekunden angedrückt. Die Probe wurde aus der heißen Platte entnommen und abgekühlt. Die Dispersion des Farbmittels wurde mit einem optischen Transmissionsmikroskop mit einer 400-1000 fachen Vergrößerung beobachtet.
  • Die Ergebnisse der Beobachtung wurden in die folgenden 2 Klassen unterteilt.
  • . . . In keinem Bildfeld (field of vision) wurden nicht-dispergierte oder aggregierte Partikel des Farbmittels gefunden.
  • X . . . Es wurden viele nicht-dispergierte oder aggregierte Partikel des Farbmittels gefunden.
  • Reproduzierbarkeit des völlig einheitlich schwarzen Teils:
  • Unregelmäßiger Glanz des einheitlich schwarzen Teils wurde auf dem 100-ten Duplikat nach dem Start des Kopiervorgangs beobachtet. Die Ergebnisse wurden in die folgenden 3 Klassen unterteilt.
  • . . . Der unregelmäßige Glanz war geringfügig.
  • . . . Der unregelmäßige Glanz wurde zu einem gewissen Grad gefunden.
  • X . . . Der unregelmäßige Glanz war bemerkenswert.
  • (Abschätzung der Ergebnisse als Toner)
  • Fixierfähigkeit
  • Kontamination des weißen Hintergrundes
  • Versetzwiderstand
  • Gleitfähigkeit
  • Schwankungen der elektrostatischen Aufladung 5,2
  • Dispergierbarkeit des Farbmittels .

Claims (4)

1. Kontinuierliches Verfahren zur Abtrennung eines ein Styrolpolymeres enthaltenden Reaktionsgemisches von flüchtigen Bestandteilen, indem die flüchtigen Bestandteile kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden, das das Styrolpolymere enthält, das durch Polymerisation von Styrolmonomeren allein oder mit anderen Vinylmonomeren erhalten wurde, wobei das Verfahren das Hinabfließen und Vorwärmen des Reaktionsgemisches, das das Styrolpolymere enthält, durch einen ringförmigen Raum eines Wärmeaustauschers umfaßt, wobei der Wärmeaustauscher aus einem äußeren Doppelrohr als eine Verkleidung des zirkulierenden Wärmemediums, aus einem konzentrisch angeordneten inneren Rohr des Wärmeaustauschers für die Zirkulation des Wärmemediums und aus dem ringförmigen Raum, der dazwischen gebildet wird, besteht, und wobei das Verfahren weiterhin das Abdampfen des Reaktionsgemisches, das das Styrolpolymere enthält, in eine Vakuumkammer, die mit dem Wärmeaustauscher in Verbindung steht, umfaßt, so daß das Styrolpolymere kontinuierlich von den flüchtigen Bestandteilen abgetrennt wird, wobei das Styrolpolymere ein Polymeres niedrigen Molekulargewichts mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel von 1000-5000 und einer Glasumwandlungstemperatur von 40-80ºC umfaßt.
2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Styrolpolymere erhalten wird, indem 70-30 Teile des Polymeren niedrigen Molekulargewichts aus Anspruch 1 und 30-70 Teile eines Polymeren hohen Molekulargewichts gemischt werden.
3. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Styrolpolymere erhalten wird, indem das Gemisch aus Anspruch 2 und ein Polyolefin niedrigen Molekulargewichts gemischt werden.
4. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Styrolpolymere erhalten wird, indem 70-30 Teile des Polymeren niedrigen Molekulargewichts aus Anspruch 1 und 30-70 Teile eines Polymeren hohen Molekulargewichts gemischt werden, wobei das resultierende Styrolpolymere ein Molekulargewicht- Zahlenmittel (Mn) von 2000-15000, ein durchschnittliches Molekulargewicht Z (Mz) von nicht weniger als 400000 und einen Quotienten Mz/Mn von 50-600 aufweist.
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