KR20080038950A - 토너용 수지조성물 제조방법 및 이에 따라 제조된수지조성물을 포함하는 토너 조성물 - Google Patents

토너용 수지조성물 제조방법 및 이에 따라 제조된수지조성물을 포함하는 토너 조성물 Download PDF

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Abstract

폴리에스테르계 및 비닐계 단량체의 우수한 물성을 모두 나타내어, 토너 입자 구조 및 형상의 제어가 용이하고, 고광택성, 내구성, 저온정착성 및 저장성이 우수한 토너용 수지조성물 제조방법 및 이에 따라 제조된 수지조성물을 포함하는 토너 조성물이 제안된다. 본 토너용 수지조성물 제조방법은 폴리에스테르와 이중결합을 포함하는 화합물을 반응시켜 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계 및 이중결합이 도입된 폴리에스테르에 제1비닐계 단량체를 첨가하여 중합시키는 단계를 포함한다.
폴리에스테르, 스티렌, 중합토너

Description

토너용 수지조성물 제조방법 및 이에 따라 제조된 수지조성물을 포함하는 토너 조성물{Preparing method of resin composition for toner and toner containing the resin composition}
도 1a은 실시예 1에서 사용된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 H-NMR 분석결과를 나타내는 도면이고,
도 1b는 실시예 1에 따라 제조된 이중결합이 도입된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 H-NMR 분석결과를 나타내는 도면이고,
도 2a은 실시예 2에서 사용된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 H-NMR 분석결과를 나타내는 도면이고,
도 2b는 실시예 2에 따라 제조된 이중결합이 도입된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 H-NMR 분석결과를 나타내는 도면이다.
본 발명은 토너용 수지조성물 제조방법 및 이에 따라 제조된 수지조성물을 포함하는 토너 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 폴리에스테르계 및 비닐계 단량체의 우수한 물성을 모두 나타내어, 토너 입자 구조 및 형상의 제어가 용이하 고, 고광택성, 내구성, 저온정착성 및 저장성이 우수한 토너용 수지조성물 제조방법 및 이에 따라 제조된 수지조성물을 포함하는 토너 조성물에 관한 것이다.
토너는 화상형성장치에서 기록매체에 화상을 형성하기 위하여 사용되는 기록제 분말을 의미한다. 토너는 흑백 화상을 형성하기 위한 흑색 토너와 컬러 화상을 형성하기 위한 여러가지 색채를 갖는 컬러토너가 있다.
토너를 포함하는 조성물을 제조하는 방법에는, 다양한 제조법들이 알려져 있으나, 통상 일반적으로 이용되는 제조방법은 개략적으로 다음과 같이 결합제 수지, 착색제, 왁스 등을 혼합하고 미분 절차를 거쳐 입자크기를 분류하기 위한 분급단계를 포함한다.
1) 혼련 또는 압출: 결합제 수지, 착색제, 왁스를 포함하는 혼련 단계
2) 미분 또는 분쇄
3) 분급: 입자 크기에 따른 분리
4) 외첨가제 처리: 토너 입자의 유동성, 대전안정성 부여를 위한 외첨 공정
전자사진 방식 화상형성이나, 정전 잠상 기록 방식에 적합한 토너 입자 제조 시, 종래의 미분 공정에서는 토너입자 크기 및 입도 분포(geometric size distribution)의 정밀제어가 어렵고, 토너모양 조절에 제한이 있었다. 그리고, 소입경 토너(입경이 약 5 ~ 8 ㎛인 토너) 제조 시 분급공정에 따른 토너 제조 수율이 현저히 낮아진다. 즉, 분쇄토너의 경우 토너입자의 크기를 조절하기 위하여는 분급공정이 반드시 필요하나 소입경 토너의 경우에는 그 수율이 현저히 낮으며 그 모양 조절 또한 용이하지 않다.
그에 따라, 이러한 방식에 따라 제조된 토너는 저온정착이나 순간정착 등 정착특성 향상을 위한 토너 설계의 변경 또는 조절이 제한된다는 문제점이 있었다.
이러한 단점들을 극복하기 위해 현탁 또는 유화응집 방식의 중합토너 제조방식이 제안되었다. 중합토너는 화학제조토너(Chemically prepared toner, CPT)라고도 일컬으며, 그 공정은 다음과 같다.
1) 수지 중합단계: 왁스 포함
2) 응집 단계: 안료 포함
3) 세척 건조 단계
4) 외첨 단계
중합토너 공정의 경우 분쇄토너 제조공정에 필수적인 분급절차 없이 원하는 토너 입자의 크기를 얻을 수 있으며, 입자모양을 자유롭게 조절하고 좁은 입도 분포의 토너를 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다.
현탁중합은 물을 분산매로 하여 고분자계 안정제 존재 하에서 물에 불용성인 단량체와 친유성 개시제를 이용하여 고분자 라텍스를 중합하여 제조하는 방법이다.
이와 달리, 유화중합은 입자크기 분포도가 극히 균일한 입자를 제조하는데 유용한 방법으로 널리 사용되고 있으며, 통상적으로 수상(aqueous phase)에서 물에 불용성인 소수성 단량체와 친수성의 중합 개시제를 사용하여 라텍스를 중합하여 제조하는 방법이다. 유화응집방식에 따르면, 토너 입자의 크기와 모양조절이 용이하여, 화상형성 시 토너의 전사효율이 높은 장점이 나타난다.
중합방식을 이용하여 토너를 제조하는 경우, 예를 들면, 스티렌 단량체와 같 이 일반적으로 토너입자용 수지로 중합될 수 있는 단량체가 사용될 수 있는데, 다만, 폴리에스테르계 단량체는 사용빈도가 높지 않다.
그 이유는, 폴리에스테르계 단량체를 이용하면 중합된 토너에 고광택 및 높은 입자 균일성이 부여될 수 있는 효과가 있음에도 불구하고, 폴리에스테르계 단량체가 용매에 용해하기 어렵다는 특징과 용액내에서 중합이 용이하지 않은 특성이 있기 때문이다. 따라서, 폴리에스테르계 단량체는 주로 분쇄토너에 사용되고 있는 것이다.
따라서, 이러한 중합토너 제조방법이 분쇄토너 제조방법에 비하여 우수한 특성을 나타내고 있으나, 토너의 원재료로서 우수한 특성을 나타낼 수 있는 폴리에스테르계 단량체의 사용이 용이하지 않다는 문제점이 발생하였고, 중합토너제조방법을 이용하면서, 토너 제조시 우수한 물성을 나타낼 수 있는 폴리에스테르계 단량체를 효과적으로 이용할 수 있는 방법이 요청되게 되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 폴리에스테르계 단량체 및 비닐계 단량체의 우수한 물성을 모두 나타내어, 토너 입자 구조 및 형상의 제어가 용이하고, 고광택성, 내구성, 저온정착성 및 저장성이 우수한 토너용 수지조성물 제조방법 및 이에 따라 제조된 수지조성물을 포함하는 토너 조성물을 제공하는데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 토너용 수지 조성물 제조방법은 폴리에스테르와 이중결합을 포함하는 화합물을 반응시켜 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계; 및 이중결합이 도입된 폴리에스테르에 제1비닐계 단량체를 첨가하여 중합시키는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 폴리에스테르는, 사슬 말단에 히드록시기를 포함하고, 분자량이 1,000 내지 100,000 이내의 범위이고, 유리전이온도가 40℃ 내지 80℃이다. 더욱 바람직하게는 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)이다.
바람직하게, 이중결합은, 비닐계 이중결합이다.
바람직하게는, 본 발명의 일실시예에 따른 토너용 수지조성물 제조방법 중 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계는, 디이소시아네이트기를 포함하는 화합물 및 이중결합을 포함하는 제2비닐계 단량체를 순차적으로 첨가하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 디이소시아네이트기를 포함하는 화합물은, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메틸렌비스시클로헥실 이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌비스페닐 이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다.
바람직하게, 제2비닐계 단량체는, 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 및 히드록시메틸 아크릴 아미드 중 어느 하나인 아크릴 아미드계 단량체; 히드록시메틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시메틸 메타크릴아미드, 히드록시 페녹시프로필 아크릴레이트, 히드록시 프로필 아크 릴레이트, 및 히드록시 프로필 메타크릴레이트 중 어느 하나인 히드록시 아크릴레이트계 단량체; 및 아릴아민계 단량체;로 구성된 군으로부터 선택된다.
바람직하게, 이중결합을 포함하는 화합물은 실란커플링제(silane coupling agent)이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 폴리에스테르와 이중결합을 포함하는 화합물을 반응시켜 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계; 및 이중결합이 도입된 폴리에스테르에 제1비닐계 단량체를 첨가하여 중합시키는 단계;를 포함하는 토너용 수지조성물 제조방법에 따라 제조된 수지조성물; 및 착색제;를 포함하는 토너조성물이 제공된다.
바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 토너조성물은 이형제, 및 대전제어제를 더 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 토너용 수지조성물 제조방법 및 제조된 수지조성물을 포함하는 토너조성물에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 토너용 수지조성물 제조방법은 폴리에스테르와 이중결합을 포함하는 화합물을 반응시켜 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계; 및 이중결합이 도입된 폴리에스테르에 제1비닐계 단량체를 첨가하여 중합시키는 단계;를 포함한다.
폴리에스테르는 주사슬에 에스테르 결합(-COO-)이 있는 중합체이다. 폴리에스테르 자체는 단량체의 중합으로 생성된 중합체이나, 본 발명에서는 중합토너제조방식에 사용되기 위하여 제1비닐계 단량체와 중합되는 일종의 단량체로서 사용된 다. 본 발명에 사용되는 폴리에스테르는 토너용으로 사용될 수 있는 폴리에스테르라면 어떤 것이든 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 폴리에스테르 단량체는 토너입자에 고광택 및 높은 입자 균일성과 같은 장점을 부여할 수 있음에도 불구하고, 용매에 용해하기 어렵다는 특징과 용액내에서 중합이 용이하지 않은 특성이 있기 때문에 중합토너 제조방식에는 많이 사용되지 않는다.
따라서, 본 발명에서는 폴리에스테르를 중합토너제조방식을 이용한 토너조성물의 제조에 사용하고자, 이중결합을 도입하는 방법을 사용한다. 본 발명에 따른 토너용 수지조성물의 제조방법에서 먼저 폴리에스테르를 이중결합을 포함하는 화합물과 반응시킨다.
폴리에스테르는, 이중결합의 도입에 필요한 반응기로서, 사슬 말단에 히드록시기를 포함하는 것이 바람직하다. 중합토너용 수지조성물의 중합 단량체로서 폴리에스테르는 분자량이 1,000 내지 100,000 이내의 범위이고, 유리전이온도가 40℃ 내지 80℃인 것이 바람직하다.
바람직하게, 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)이다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 통상 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 중축합(축합중합)하여 얻을 수 있는 포화 폴리에스테르이다.
이중결합을 포함하는 화합물은 폴리에스테르에 이중결합을 도입할 수 있는 화합물이면 어떤 것이든 사용할 수 있다. 수지 조성물을 제조할 때, 중합과정을 거치기 때문에 폴리에스테르의 말단에 중합에 필요한 이중결합을 갖는 반응기를 도입 할 수 있는 화합물인 것이 바람직하다.
이중결합은 비닐계 이중결합인 것이 바람직하다. 이중결합이 도입된 폴리에스테르는 스티렌계 단량체와 중합되어 폴리에스테르 및 스티렌의 장점을 나타낼 수 있는 수지조성물을 제조하게 되므로 스티렌계 단량체의 비닐기와 중합가능한 비닐계 이중결합인 것이 바람직하게 된다.
바람직하게는, 본 발명의 일실시예에 따른 토너용 수지조성물 제조방법 중 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계는, 디이소시아네이트기를 포함하는 화합물 및 이중결합을 포함하는 제2비닐계 단량체를 순차적으로 첨가하는 단계를 포함한다.
폴리에스테르에 이중결합을 도입하는 방법으로, 먼저 디이소시아네이트기를 포함하는 화합물과 폴리에스테르를 반응시켜 폴리에스테르의 말단에 이소시아네이트기를 도입한다. 말단에 이소시아네이트기를 포함하는 폴리에스테르는 다시 비닐기를 갖는 화합물인 제2비닐계 단량체와 반응시킨다. 폴리에스테르의 이소시아네이트기는 제2비닐계 단량체의 비닐기로 치환되어 종국적으로 폴리에스테르의 말단에는 비닐기가 도입되어 이중결합이 포함되게 된다.
이러한 폴리에스테르에 이중결합을 도입하는 방법의 예가 이하의 반응식 1에 나타나 있다. 반응식 1에서는 폴리에스테르의 예로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 사용된다.
Figure 112006079745013-PAT00001
반응식 1에서 폴리에스테르인 PET는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HDI)와 반응시킨다. PET는 HDI와 반응하여 PET의 말단에는 히드록시기 대신 이소시아네이트기가 도입되게 된다.
여기에 제2비닐계 단량체로서, 메타크릴아미드(Methacrylamide, MAAm)를 첨가하여 PET의 이소시아네이트기가 MAAm 말단의 비닐기로 치환되게 된다. 따라서, PET 말단에는 MAAm로부터 기인한 비닐기(a 및 a')가 존재하게 되고 원하는 바대로, 비닐계 이중결합이 도입된 PET를 얻게 된다.
디이소시아네이트기를 포함하는 화합물은, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메틸렌비스시클로헥실 이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌비스페닐 이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
폴리에스테르의 말단의 비닐기 도입을 위한 제2비닐계 단량체는, 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 및 히드록시메틸 아크릴 아미드 중 어느 하나인 아크릴 아미드계 단량체; 히드록시메틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시메틸 메타크릴아미드, 히드록시 페녹시프로필 아크릴레이트, 히드록시 프로필 아크릴레이트, 및 히드록시 프로필 메타크릴레이트 중 어느 하나인 히드록시 아크릴레이트계 단량체; 및 아릴아민계 단량체;로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 토너용 수지조성물 제조방법 중 폴리에스테르와 반응시키는 이중결합을 포함하는 화합물은 실란커플링제(silane coupling agent)일 수 있다.
실란 커플링제는 아미노계 실란커플링제, 에폭시계 실란커플링제, 아크릴계 실란커플링제, 비닐계 실란 커플링제 및 기타 실란 커플링제로 분류될 수 있다. 아미노계 실란 커플링제는 아미노기를 포함하는 유기 관능기와 알콕시기와 같은 가수분해성기를 포함하고 있고 에폭시계, 아크릴계, 비닐계, 기타 실란 커플링제는 알콕시기와 같은 가수분해성기와 아크릴기, 에폭시기, 비닐기 및 머캅토기와 같은 유기 관능기를 포함하고 있어 레진 등의 유기질 재료와 실리카, 유리, 금속 등의 무기질 재료간의 결합을 도와 재료의 물성을 개선할 수 한다.
바람직하게, 실란커플링제는 비닐계 이중결합을 포함한다. 따라서, 비닐계 실란커플링제인 것이 바람직하다.
이러한 폴리에스테르에 이중결합을 포함하는 실란커플링제를 이용하여 이중결합을 도입하는 방법의 예가 이하의 반응식 2에 나타나 있다. 반응식 2에서는 폴리에스테르의 예로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 사용된다.
Figure 112006079745013-PAT00002
반응식 2에서 PET는 실란커플링제인 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Methacryloxypropyltrimethoxysilane, MPTMS)와 반응시킨다. PET는 MPTMS와 반응하여 PET의 말단에는 히드록시기 대신 비닐기(b 및 b')가 도입되게 된다.
PET에 이중결합이 도입되면, 제1비닐계 단량체를 첨가하여 중합시킨다.
제 1비닐계 단량체는 이중결합이 도입된 폴리에스테르와 중합할 수 있는 단량체라면 어떤 것이든 사용할 수 있다. 바람직하게는, 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 및 메타크릴레이트계 단량체 중에서 선택될 수 있다.
이러한 이중결합을 도입시킨 폴리에스테르는 일종의 단량체로서, 매크로모노 머(macromonomer)라 할 수 있는데, 본 명세서에서 매크로모노머는 사슬 말단에 하나 이상의 반응성이 있는 작용기가 치환되어 있는 고분자를 의미한다. 매크로모노머는 다른 고분자 중합 시에 중합반응에 하나의 단량체로 참가하여, 다른 종류의 특징을 지닌 이종의 고분자 사슬이 화학적으로 결합되어진 구조, 즉 하이브리드 수지(hybrid resin)을 생성시킨다.
이러한 하이브리드 수지의 사용으로, 토너의 제조시 서로 다른 이종의 고분자가 존재하게 됨으로써 서로 다른 고분자의 물성을 복합적으로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 화학적으로 이종의 고분자가 결합되어 있어 상용성(Compatibility)의 증가로 인한 화학적, 기계적, 열적 특성을 증대시키는 장점을 구현할 수 있다.
폴리에스테르 및 제1비닐계 단량체를 중합시키기 위해 중합개시제를 첨가할 수 있다. 중합개시제는 단량체의 중합을 개시하기 위하여 첨가하는 첨가제이다. 중합 개시제는 이중결합이 도입된 폴리에스테르 및 제1비닐계 단량체를 중합시키는 것이면 어떤 것이든 사용할 수 있다. 특히 라디칼 중합개시제를 사용할 수 있다. 바람직하게는 과황산칼륨이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 폴리에스테르와 이중결합을 포함하는 화합물을 반응시켜 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계; 및 이중결합이 도입된 폴리에스테르에 제1비닐계 단량체를 첨가하여 중합시키는 단계;를 포함하는 토너용 수지조성물 제조방법에 따라 제조된 수지조성물; 및 착색제;를 포함하는 토너조성물이 제공된다.
착색제는 토너 입자의 색을 구현하는 물질로서 염료계 착색제와 안료계 착색 제가 있으며, 일반적으로 널리 사용되고 있는 착색제는 어느 것이라도 본 발명의 착색제에 사용될 수 있다.
본 발명의 토너 조성물에 사용할 수 있는 안료계 착색제로는 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 염기성 염료계 안료, 퀴나트리돈계 안료, 디옥사신계 안료 및 축합 아조계 안료, 크롬산염, 페로시안화물, 산화물, 황화물 셀렌화물, 황산염, 규산염, 탄산염, 인산염, 금속 분말, 및 카본 블랙 등을 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 토너조성물은 이형제, 및 대전제어제를 더 포함한다.
이형제는 토너 오프셋을 방지하기 위한 첨가제이다. 이형제로서 왁스를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용될 수 있는 왁스에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에스테르, 및 카나우바 왁스 등이 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
대전 제어제는 토너 입자에 대전되는 전하량을 조절하기 위해서 첨가되는 물질로서 전하 조절제, 대전 조절제 등의 명칭으로도 불리며, 토너 입자의 전하가 양(+)인지 음(-)인지에 따라서 첨가되는 대전 제어제의 종류도 달라진다.
이외에, 실리카와 같은 외첨제를 포함시켜 대전전하량을 조절하는 등의 처리를 하고 건조하여 최종적으로 건식 토너를 제조하게 된다.
실시예
이하에서는, 본 발명에 따라 폴리에스테르계 단량체 및 비닐계 단량체를 사용하여 토너용 수지 조성물을 제조하고 이를 이용하여 토너조성물을 제조하였다. 본 실시예에서는 상세한 예를 들어 토너용 수지 조성물 및 토너조성물의 제조를 설명하나, 본 발명이 이러한 방식으로 수행된 제조방법에 한정되지 않음은 명백히 이해되어야 할 것이다.
<이중결합이 도입된 폴리에스테르 제조>
실시예 1
50ml 메틸에틸 케톤(Methyl ethyl ketone, MEK) 용매에 폴리에스테르로서 PET 1g을 녹인 후, 0.12g 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 첨가한 후, 65 ℃에서 6시간 동안 반응시켜 양 말단이 이소시아네이트로 치환된 폴리에스테르인 PET를 합성하였다.
이에 0.05g 메타크릴아미드를 투입하여 25 ℃에서 24시간 동안 반응시켜 양 말단에 비닐계 불포화 탄화수소(이중결합)로 치환된 PET-매크로모노머를 합성하였다. 이때 이소시아네이트와 OH기와 반응에 부반응을 억제하기 위하여 디부틸린 디라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTDL)를 소량 첨가하였다.
도 1a은 실시예 1에서 사용된 PET의 H-NMR 분석결과를 나타내는 도면이다. PET를 사용하기 전에 먼저 H-NMR을 이용하여 분석하였다.
도 1b는 실시예 1에 따라 제조된 이중결합이 도입된 PET의 H-NMR 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 1a와 도 1b를 비교하면, 도 1b에서 이중결합이 도입된 PET의 경우 말단에 존재하는 비닐기의 양성자의 피크(peak)가 각각 약 5.4 및 5.8 ppm 근처의 위치(화살표로 표시됨)에서 나타나 비닐기가 존재함을 알 수 있었다. 그에 반해 도 1a의 순수 PET의 경우 이러한 비닐기를 나타내는 피크가 존재하지 않았다.
따라서 본 실시예에서 비닐계 이중결합이 도입된 PET가 제조되었음을 확인할 수 있다.
실시예 2
50ml 톨루엔에 폴리에스테르로서 PET 1g을 녹인 후, 실란 커플링제로서 메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란 0.18g을 첨가한다. 70 ℃에서 24시간 동안 반응시켰다.
이때 PET에 MPTMS의 이중결합을 도입시키는 반응은 상온에서도 가능하며 50℃ 이상의 온도에서 히드로퀴논(hydroquinone)을 소량 첨가하여 MPTMS의 이중결합이 고온에서 중합되어 소실되지 않도록 할 수도 있다.
도 2a은 실시예 2에서 사용된 PET의 H-NMR 분석결과를 나타내는 도면이다. PET를 사용하기 전에 먼저 H-NMR을 이용하여 분석하였다.
도 2b는 실시예 2에 따라 제조된 이중결합이 도입된 PET의 H-NMR 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 2a와 도 2b를 비교하면, 도 2b에서 이중결합이 도입된 PET의 경우 말단에 존재하는 비닐기의 양성자의 피크가 각각 약 6.0 및 5.5 ppm 근처의 위치(화살표로 표시됨)에서 나타나 비닐기가 존재함을 알 수 있었다. 그에 반해 도 2a의 순수 PET의 경우 이러한 비닐기를 나타내는 피크가 존재하지 않았다.
따라서 본 실시예에서 비닐계 이중결합이 도입된 PET가 제조되었음을 확인할 수 있다.
<토너용 수지 조성물 및 이를 이용한 토너조성물의 제조>
실시예 1 및 2에서 획득한 이중결합이 도입된 PET를 스티렌(styrene) 단량체와 반응기 내에서 혼합하였다. 질소가스로 퍼징(purging)하면서 온도를 70℃로 가열한 후, 중합개시제로서 과황산 칼륨(potassium persulfate, KPS) 0.1g을 첨가하여 24시간 동안 350rpm으로 교반하여 토너용 수지 조성물을 제조하였다.
이러한 토너용 수지 조성물은 스티렌계 단량체와 중합된 하이브리드 수지조성물로서, 수지조성물에 통상의 토너제조방법에서처럼, 착색제, 이형제 및 대전제어제를 첨가하여 크기 및 형상을 조절한 후 유리전이온도 이하로 냉각한다. 형성된 토너입자를 포함하는 용액을 여과하여 분리하고 건조시켰다. 건조된 토너는 실리카 등과 같은 외첨제로 처리하여 대전 전하량을 조절하여 토너조성물을 제조하였다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 토너용 수지조성물 제조방법에 따르면, 폴리에스테르계 단량체 및 비닐계 단량체의 우수한 물성을 모두 나타내는 토너용 수지조성물을 제조할 수 있어, 이를 이용하여 토너 입자 구조 및 형상의 제어가 용이하고, 고광택성, 내구성, 저온정착성 및 저장성이 우수한 토너 조성물을 제조할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (12)

  1. 폴리에스테르와 이중결합을 포함하는 화합물을 반응시켜 상기 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계; 및
    상기 이중결합이 도입된 폴리에스테르에 제1비닐계 단량체를 첨가하여 중합시키는 단계;를 포함하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르는, 사슬 말단에 히드록시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르는, 1,000 내지 100,000 범위의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르는, 유리전이온도가 40℃ 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)인 것을 특징으로 하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이중결합은, 비닐계 이중결합인 것을 특징으로 하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계는, 디이소시아네이트기를 포함하는 화합물 및 이중결합을 포함하는 제2비닐계 단량체를 순차적으로 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 디이소시아네이트기를 포함하는 화합물은,
    헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메틸렌비스시클로헥실 이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌비스페닐 이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제2비닐계 단량체는,
    아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 및 히드록시메틸 아크릴 아미드 중 어느 하나인 아크릴 아미드계 단량체; 히드록시메틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시메틸 메타크릴아미드, 히드록시 페녹시프로필 아크릴레이트, 히드록시 프로필 아크릴레이트, 및 히드록시 프로필 메타크릴레이트 중 어느 하나인 히드록시 아크릴레이트계 단량체; 및 아릴아민계 단량체;로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 토너용 수지조성물 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 이중결합을 포함하는 화합물은 실란커플링제(silane coupling agent)인 것을 특징으로 하는 것을 토너용 수지조성물 제조방법.
  11. 폴리에스테르와 이중결합을 포함하는 화합물을 반응시켜 상기 폴리에스테르에 이중결합을 도입한 화합물을 제조하는 단계; 및 상기 이중결합이 도입된 폴리에스테르에 제1비닐계 단량체를 첨가하여 중합시키는 단계;를 포함하는 토너용 수지조성물 제조방법에 따라 제조된 수지조성물; 및 착색제;를 포함하는 토너조성물.
  12. 제 11항에 있어서,
    이형제, 및 대전제어제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토너조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2931798B1 (en) * 2012-12-14 2019-10-16 Resinate Materials Group, Inc. Reaction products containing hydroxyalkylterephthalates and methods of making and using same
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KR102150773B1 (ko) * 2015-09-16 2020-09-01 케이제이 케미칼즈 가부시키가이샤 (메트)아크릴아미드계 우레탄 올리고머 및 그것을 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5815573A (ja) * 1981-07-22 1983-01-28 Toyo Ink Mfg Co Ltd 放射線硬化性磁性塗料および該塗料を用いて得られた磁気記録媒体
US5789130A (en) * 1993-12-13 1998-08-04 Sekisui Chemical Kogyo Kabushiki Kaisha Resin composition for toner

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