KR20090117640A - 폴리에스테르 합성 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토너 제조에 사용하기에 적합한 폴리에스테르 수지를 제조하기 위한 효소 중합을 제공한다.
폴리에스테르 수지, 효소, 토너, 에멀젼 응집 방법, 효소 중합 방법
Description
제로그래프 인쇄는 각종 방법으로 생성될 수 있는 토너 입자를 사용한다. 하나의 방법은 아크릴레이트계, 예를 들어, 스티렌 아크릴레이트 토너 입자를 형성하고, 계면활성제가 라텍스 에멀젼을 형성하는데 사용되는 에멀젼 응집("EA": emulsion aggregation) 방법이다.
아크릴레이트계 라텍스는 에멀젼 중합을 통해 물 중에서 공중합될 수 있지만, 폴리에스테르계 토너는 용융 상 중에서 벌크로 제조된 다음, 냉각되어 이후 수지 분말로 분쇄될 수 있는 복합체를 생성할 수 있는 폴리에스테르를 사용한다. 이어서, 폴리에스테르 수지 분말은 전상 에멀젼화(phase-inversion emulsification) 또는 용매 플래싱을 통해 물 중의 에멀젼을 형성한다.
전상 에멀젼화에서, 폴리에스테르 수지를 설폰화하여 수지 입자의 수 분산성을 촉진시킬 수 있다. 그러나, 이러한 입자들은 매우 흡습성이고, 결과로서 접촉성 대전에 덜 순응한다. 전상 방법은 케톤 유기 용매 및 이소프로판올을 사용하여 폴리에스테르 수지를 용해시킨다. 이어서, 생성되는 용액을 물 및 염기와 혼합하여 전상 에멀젼화를 개시할 수 있다. 이어서, 용매는 증류 제거할 수 있다.
용매 플래싱은, 폴리에스테르 수지에 설포네이트 작용기를 필요로 하지 않기 때문에, 전상 에멀젼화 대신 사용될 수 있고, 대신 물 중의 에멀젼화 전에, 용매, 예를 들어, 에틸 아세테이트 중의 수지를 용해시킨다. 전상 에멀젼화는 또한 적합한 에멀젼화제, 예를 들어, 음이온성 계면활성제를 사용할 수 있다. 이후, 고전단을 사용하여 에멀젼을 나노크기 규모로 감소시킬 수 있고, 용매를 (예를 들어, 증류를 통해) 증발시킬 수 있다. 상기한 바와 같이, 전상 에멀젼화 및 용매 플래싱 방법은 과도한 시간, 노동 및 실험실 장비를 필요로 한다. 또한, 휘발성 용매를 사용하면 방법을 복잡하고 비경제적이도록 한다.
무정형 및 결정성 폴리에스테르의 배합물이 또한 EA 방법에 사용될 수 있다. 이 수지 배합물은 보다 에너지 효율적이고 신속한 인쇄를 가능하게 하는 고광택 및 비교적 저융점 특성을 갖는 토너를 제공한다. 그러나, 이러한 수지의 합성은 독성 또는 비경제적인 촉매의 사용 및 고온에서 장시간의 반응 시간을 필요로 할 수 있다. 따라서, 폴리에스테르 수지의 합성을 향상시키고자 하는 요구가 지속적으로 존재한다.
본원은 양태에서, 토너 형성에 사용될 수 있는 폴리에스테르를 생성하는 방법을 제공한다.
수지
토너에 사용하기 위한 라텍스를 제조하기에 적합한 단량체 또는 출발 물질을 사용할 수 있다. 상기한 바와 같이, 양태에서, 토너는 용매의 존재 또는 부재하에 효소 중합으로 생성될 수 있다.
양태에서, 라텍스의 수지는 하나 이상의 중합체를 포함할 수 있다. 양태에서, 하나 이상의 중합체는 약 1개 또는 약 20개, 양태에서 약 3개 내지 약 10개일 수 있다.
양태에서, 수지는 디올을 유기 촉매의 존재하에 이산(diacid)과, 양태에서, 효소와 반응시킴으로써 형성되는 폴리에스테르 수지일 수 있다.
결정성 수지는, 예를 들어, 약 30 내지 약 120℃, 양태에서 약 50 내지 약 90℃의 각종 융점을 가질 수 있다. 결정성 수지는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정된 수평균분자량(Mn)이, 예를 들어, 약 1,000 내지 약 50,000, 양태에서 약 2,000 내지 약 25,000일 수 있고, 폴리스티렌 표준을 사용하여 겔 투과 크래마토그 래피로 측정된 중량평균분자량(Mw)이, 예를 들어, 약 2,000 내지 약 100,000, 양태에서 약 3,000 내지 약 80,000일 수 있다. 결정성 수지의 분자량 분포도(Mw/Mn)는, 예를 들어, 약 2 내지 6, 양태에서 약 2 내지 약 4일 수 있다.
결정성 또는 무정형 폴리에스테르를 형성하는데 사용될 수 있는 촉매는 이하 보다 상세히 기술되는 효소를 포함한다.
기타 양태에서, 수지를 형성하는데 사용하기 위한 중합체는 6원, 12원, 13원, 16원 및 17원 락톤 또는 마크로라이드일 수 있다.
본 발명의 효소 중합 방법은 생산에 필요한 에너지를 감소시키고, 전상 및/또는 용매 플래싱 단계를 피함으로써 용매의 사용을 감소시킴으로써 친환경적이다.
효소
상기한 바와 같이, 양태에서, 토너는 효소 중합으로 생성할 수 있다. 이렇게 사용된 효소는 폴리에스테르 수지를 형성하는데 촉매로서 작용한다.
양태에서, 리파제는 지지 부재, 예를 들어, 다공성 중합체 비드, 아크릴 수지, 가교결합된 폴리스티렌, 또는 당업자의 이해 범위 내의 임의의 기타 적합한 중합성 및/또는 세라믹 지지체 상에 고정시킬 수 있다.
리파제는 당업자의 이해 범위 내의 방법을 사용하는 상기 유기체로부터 수득될 수 있다. 양태에서, 유기체는 배양 용기에서 성장할 수 있고, 영양분 및 당(예: 글루코스)을 공급할 수 있다. 올바른 성장 및 처리 조건을 선택하여 리파제를 유기체로부터 수득할 수 있다. 기타 양태에서, 리파제는 통상의 공급원, 예를 들어, 플루카 바이오케미카(Fluka BioChemika), 노보자임스(Novozymes) 및/또는 시그마 알드리히(Sigma Aldrich)로부터 수득될 수 있다.
폴리에스테르 수지의 형성을 촉매화하기 위해 사용되는 리파제는 약 10 내지 약 100℃, 양태에서, 약 20 내지 약 90℃, 기타 양태에서, 약 45 내지 약 75℃의 온도에서 작동할 수 있다. 이들을 기타 통상의 촉매와 구별하는 고정된 리파제의 하나의 이점은 이들이 생성물로부터 분리되어 재사용될 수 있다는 것이다.
양태에서, 반응을 촉매화하기 위해 사용되는 리파제 효소의 양은 폴리에스테르 수지를 생성하기 위해 사용되는 출발 물질을 기준으로 하여, 약 0.1 내지 약 10중량%일 수 있고, 양태에서, 폴리에스테르 수지를 생성하기 위해 사용되는 출발 물질을 기준으로 하여, 약 1 내지 약 6중량%일 수 있다.
반응 조건
폴리에스테르 수지를 형성하기 위해 사용되는 출발 물질, 예를 들어, 상기한 이산 및 디올, 옥시산 및 락톤을 상기 효소와 혼합할 수 있고, 폴리에스테르는 효소 중합 방법에 의해 형성될 수 있다. 효소 중합은 용매의 존재 또는 부재하에 수행될 수 있다.
효소 중합 방법에서, 반응물을 적합한 반응기, 예를 들어, 혼합 용기에 첨가할 수 있다. 출발 물질의 적합한 양을 임의로 용매에 용해시킬 수 있고, 리파제계 효소를 용액에 첨가할 수 있고, 폴리에스테르를 형성한 후, 토너를 생성하는데 사용할 수 있다. 기타 양태에서, 출발 물질은 용매 없이 리파제 효소와 혼합시킬 수 있고, 폴리에스테르를 형성할 수 있다.
사용될 경우, 적합한 용매는 물 및/또는 유기 용매, 예를 들어, 톨루엔, 벤젠, 크실렌, 테트라하이드로푸란, 이의 배합물 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
출발 물질이 용액 중에 존재하는 경우, 출발 물질의 농도는 약 10 내지 약 90중량%일 수 있고, 양태에서 약 30 내지 약 60중량%일 수 있다.
반응 시간은 사용되는 출발 물질의 타입 및 양, 사용되는 효소의 양, 온도 등에 좌우될 수 있다. 양태에서, 반응 혼합물을 약 1분 내지 약 72시간 동안, 양태에서 약 4시간 내지 약 24시간 동안, 온도를 사용되는 리파제의 작동 범위 내에서, 양태에서 약 10 내지 약 100℃, 양태에서 약 20 내지 약 90℃, 기타 양태에서 약 45 내지 약 75℃로 유지하면서 혼합할 수 있다.
양태에서, 상기 화학식 II, III 및 IV로 예시된 반응은 물 중에서 직접 수행할 수 있다.
기타 양태에서, 폴리에스테르 에멀젼은 하나 이상의 출발 물질, 효소, 계면활성제 및 물을 반응기 중에서 혼합하여 에멀젼을 형성함으로써 직접 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 출발 물질 및 효소를 물과 1개, 2개 또는 그 이상의 계면활성제와 혼합할 수 있다. 계면활성제는 이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제로부터 선택될 수 있다. 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제는 용어 "이온성 계면활성제"에 포함된다.
에멀젼을 형성하는데 있어서, 출발 물질, 효소, 계면활성제 및 물을 당업자의 이해 범위 내의 수단을 사용하여 혼합할 수 있다. 양태에서, 반응 혼합물을 약 1분 내지 약 72시간 동안, 양태에서 약 4 내지 약 24시간 동안, 온도를 사용되는 리파제의 작동 범위 내에서, 양태에서 약 10 내지 약 100℃, 양태에서 약 20 내지 약 90℃, 기타 양태에서 약 45 내지 약 75℃로 유지하면서 혼합할 수 있다.
양태에서, 융합 억제제를 에멀젼에 첨가하여 미니에멀젼의 형성을 도울 수 있고, 예를 들어, 에멀젼 중에 거대 입자의 형성을 최소화하고, 융합 및 오스왈드 숙성(Ostwald ripening)을 억제함으로써 에멀젼 안정성을 향상시킬 수 있다.
당업자는 반응 조건, 온도 및 효소 부하량의 최적화를 변화시켜 각종 분자량의 폴리에스테르를 생성할 수 있고, 구조적으로 관련된 출발 물질을 필적할 만한 기법을 사용하여 중합시킬 수 있음을 인지할 것이다.
양태에서, 최종 수계 폴리에스테르 에멀젼을 사용하여 추가의 처리없이 토너 입자를 형성할 수 있다. 기타 양태에서, 에멀젼 중의 폴리에스테르의 입자 크기가 너무 크면, 에멀젼을 균질화시키거나 초음파분해하여 나노입자를 추가로 분산시키고 응집되지 않도록 분해하거나 입자를 느슨하게 결합시킬 수 있다. 사용될 경우, 균질화기(즉, 고전단 장치)는 약 6,000 내지 약 10,000rpm의 속도, 양태에서, 약 7,000 내지 약 9,750rpm의 속도에서 약 0.5 내지 약 60분의 시간, 양태에서 약 5 내지 약 30분의 시간 동안 작동할 수 있다.
이렇게 생성된 수지는 크기가 약 20 내지 약 1000㎚, 양태에서, 약 50 내지 약 250㎚인 입자를 포함할 수 있다. 이렇게 생성된 수지의 유리전이온도(Tg)는 약 -20 내지 약 200℃일 수 있다. 이렇게 생성된 수지의 융점(Tm)은 약 45 내지 약 100℃, 양태에서 약 55 내지 약 95℃일 수 있다. 폴리에스테르의 분자량은 약 2,000 내지 약 50,000, 양태에서 약 3,000 내지 약 20,000일 수 있다.
상기한 바와 같이, 효소 중합을 본 발명에 따라 사용하여 물 중의 폴리에스테르 라텍스를 직접 형성할 수 있다. 중합 방법 동안, 물은 탈수 결과로서 부산물 중의 하나일 수 있다. 따라서, 물 중에서의 상기한 단량체의 통상의 중합 반응은 질량 작용 법칙에 기인하여 어려울 수 있는 반면, 물 중의 효소 중합은 리파제 효소에 의한 촉매작용에 대한 활성화 장벽의 감소로 인해 이 문제를 피할 수 있다. 리파제 효소는 반응물로부터 물 분자를 제거할 수 있고, 반응물을 위한 기체 상과 유사한 환경을 생성할 수 있다. 리파제 효소가 반응물로부터 물 분자를 제거할 수 있고, 제거된 물 분자가 이의 활성 부위를 대신하고, 이것이 이온 전이 상태의 정전기적 안정화에 적합하고 이러한 상태를 물보다 더욱 효과적으로 용매화한다는 것이 또한 예상된다.
생성되는 중합체의 중량은 출발 물질, 반응 조건 및 사용되는 리파제 효소에 좌우될 수 있다. 고온, 양태에서 약 60℃ 이상 및 약 48시간 이상의 긴 반응 시간이 고분자량 중합체를 수득할 수 있다.
토너
상기한 바와 같이 이렇게 생성된 수지를 사용하여 토너 조성물을 형성할 수 있다. 1개, 2개 또는 그 이상의 토너 수지가 사용될 수 있다. 2개 이상의 토너 수지가 사용되는 양태에서, 토너 수지는 적합한 비율(예: 중량비), 예를 들어, 약 10%(제1 수지)/90%(제2 수지) 내지 약 90%(제1 수지)/10%(제2 수지)로 존재할 수 있다. 이러한 토너 조성물은 임의의 착색제, 왁스 및 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 토너는 당업자의 이해 범위 내의 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 양태에서, 토너는 에멀젼 응집 토너를 포함할 수 있다. 에멀젼 응집은 서브마이크론 라텍스 및 안료 입자 둘 다의 토너 크기 입자로의 응집을 포함하고, 입자 크기의 성장은, 예를 들어, 양태에서 약 0.1 내지 약 15㎛일 수 있다.
계면활성제
본 발명의 방법에 따라 수지 및 토너를 제조하는데 사용될 수 있는 계면활성제는 음이온성, 양이온성 및/또는 비이온성 계면활성제를 포함한다. 이러한 계면활성제는 에멀젼 중합 합성 방법으로 라텍스 수지를 형성하는데에서 용도를 찾을 수 있고, 또한 에멀젼 응집 방법, 전상법 등으로 토너 입자를 형성하는데에서 용도를 찾을 수도 있다.
착색제
이러한 착색제는, 예를 들어, 각종 공지된 적합한 착색제, 예를 들어, 염료, 안료, 염료의 혼합물, 안료의 혼합물, 안료와 염료의 혼합물 등을 포함하고, 토너에 포함될 수 있다. 착색제는 토너에, 예를 들어, 토너의 약 0.1 내지 약 35중량%, 또는 약 1 내지 약 15중량%, 또는 약 3 내지 약 10중량%의 양으로 포함될 수 있다.
왁스
왁스 분산액을 또한 에멀젼 응집 합성으로의 라텍스 형성 동안 첨가할 수 있다. 적합한 왁스는, 예를 들어, 용적 평균 직경의 크기 범위가 약 50 내지 약 1000㎚, 양태에서 약 100 내지 약 500㎚인 서브마이크론 왁스 입자를 포함하고, 물 및 이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 또는 이의 배합물의 수성 상에 현탁된다. 이온성 계면활성제 또는 비이온성 계면활성제는 왁스의 약 0.1 내지 약 20중량%, 양태에서, 왁스의 약 0.5 내지 약 15중량%의 양으로 존재할 수 있다.
토너 제조
토너 입자는 당업자의 이해 범위 내의 방법에 의해 제조될 수 있다. 토너 입자 생산에 관련된 양태가 에멀젼 응집 방법과 관련하여 이하 기술되지만, 화학적 방법, 예를 들어, 미국 특허 제5,290,654호 및 제5,302,486호에 기술된 현탁 및 캡슐화 방법을 포함하여 토너 입자를 제조하는 적합한 방법이 사용될 수 있다. 양태에서, 토너 조성물 및 토너 입자는 작은 크기의 수지 입자가 적합한 토너 입자 크기로 응집된 다음, 융합되어 최종 토너 입자 형상 및 형태학을 달성하는 응집 및 융합 방법으로 제조할 수 있다.
양태에서, 토너 조성물은 에멀젼 응집 방법, 예를 들어, 임의의 착색제, 임의의 왁스 및 기타 목적시되거나 필요한 첨가제의 혼합물과 상기한 수지를 포함하는 에멀젼을 임의로 상기한 계면활성제 중에서 응집시킨 다음, 응집 혼합물을 융합시킴을 포함하는 방법으로 제조할 수 있다. 혼합물은 착색제 및 임의로, 계면활성제를 포함하는 분산액(들)에 임의로 존재할 수도 있는 왁스 또는 기타 물질을 수지를 함유하는 2개 이상의 에멀젼의 혼합물일 수 있는 에멀젼에 첨가하여 제조할 수 있다. 생성되는 혼합물의 pH는 산, 예를 들어, 아세트산, 질산 등으로 조정할 수 있다. 양태에서, 혼합물의 pH는 약 4 내지 약 5로 조정할 수 있다. 추가로, 양태에서, 혼합물을 균질화시킬 수 있다. 혼합물이 균질화되면, 균질화는 약 600 내지 약 4,000rpm에서 혼합하여 달성할 수 있다. 균질화는, 예를 들어, IKA ULTRA TURRAX T50 프로브 균질화기를 포함하는 적합한 수단에 의해 달성될 수 있다.
상기 혼합물의 제조 후, 응집화제를 혼합물에 첨가할 수 있다. 적합한 응집화제를 사용하여 토너를 형성할 수 있다. 적합한 응집화제는, 예를 들어, 2가 양이온 또는 다가 양이온 물질의 수용액을 포함한다.
응집화제를 토너를 형성하기 위해 사용되는 혼합물에, 예를 들어, 혼합물 중의 수지의 약 0.1 내지 약 8중량%의 양, 양태에서 약 0.2 내지 약 5중량%, 기타 양태에서, 약 0.5 내지 약 5중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 이는 충분한 양의 응집용 제제를 제공한다.
입자의 응집 및 융합을 조절하기 위해, 양태에서, 응집화제를 경시적으로 혼 합물에 계량도입할 수 있다. 예를 들어, 제제는 약 5 내지 약 240분 동안, 양태에서 약 30분 내지 약 200분 동안 혼합물에 계량도입할 수 있지만, 다소의 시간이 경우에 따라 또는 필요에 따라 사용될 수 있다. 제제는 또한 혼합물을 교반 조건하에, 양태에서 약 50 내지 약 1,000rpm, 기타 양태에서 약 100 내지 약 500rpm으로 유지시키면서 첨가할 수 있다.
입자는 소정의 목적하는 입자 크기가 수득될 때까지 응집되고/되거나 융합될 수 있다. 소정의 목적하는 크기는 형성 전에 측정된 바와 같이 수득되는 목적하는 입자 크기를 의미하고, 입자 크기는 이러한 입자 크기에 도달할 때까지의 성장 공정 동안 모니터링한다. 샘플은 성장 공정 동안 취할 수 있고, 평균 입자 크기에 대해 예를 들어, 코울터 카운터(Coulter Counter)로 분석할 수 있다. 따라서, 응집/융합은 승온을 유지시키거나, 또는 온도를, 예를 들어, 약 40 내지 약 100℃로 서서히 증가시키고, 혼합물을 교반하면서 이 온도에서, 약 0.5 내지 약 6시간 동안, 양태에서 약 1 내지 약 5시간 동안 유지시켜 응집된 입자를 제공함으로서 진행할 수 있다. 소정의 목적하는 입자 크기에 도달하면, 성장 공정을 중지한다. 양태에서, 소정의 목적하는 입자 크기는 상기한 토너 입자 크기 범위 내이다.
응집화제의 첨가 이후 입자의 성장 및 형상화는 적합한 조건하에 달성될 수 있다.
목적하는 입자 크기로의 응집 후, 입자를 목적하는 최종 형상으로 융합시킬 수 있고, 융합은, 예를 들어, 혼합물을 수지의 유리 전이 온도이거나 그 이상일 수 있는 약 65 내지 약 105℃, 양태에서, 약 70 내지 약 95℃의 온도로 가열하고/하거 나, 교반을, 예를 들어, 약 400 내지 약 1000rpm으로, 양태에서 약 50 내지 약 800rpm으로 증가시킴으로써 달성된다. 고온 또는 저온이 사용될 수 있고, 온도는 결합제용으로 사용되는 수지의 함수인 것으로 이해된다. 융합은 약 0.1 내지 약 9시간 동안, 양태에서, 약 0.5 내지 약 4시간 동안 달성될 수 있다.
응집 및/또는 융합 후, 혼합물을 실온, 예를 들어, 약 20 내지 약 25℃로 냉각시킬 수 있다. 냉각은, 경우에 따라, 신속하거나 느릴 수 있다. 적합한 냉각 방법은 냉수를 반응기 주위의 자켓에 도입함을 포함할 수 있다. 냉각 후, 토너 입자를 임의로 물로 세척한 다음, 건조시킬 수 있다. 건조는, 예를 들어, 동결-건조를 포함하는 건조에 적합한 임의의 방법으로 달성할 수 있다.
기타 첨가제
토너와 혼합될 수 있는 추가의 임의의 첨가제는 토너 조성물의 성질을 향상시키는 임의의 첨가제를 포함한다. 표면 첨가제, 색상 강화제 등이 포함된다.
양태에서, 응집 방법을 사용할 수 있고, 이에 의해 라텍스 수지 입자를 형성한 다음, 응집시키고, 착색제 및 임의의 왁스 및 기타 첨가제와 융합하여 토너 입자를 형성한다. 양태에서, 상기 방법은 약 100 내지 약 500g의 하나 이상의 수지, 기타 양태에서 약 150 내지 약 250g의 하나 이상의 수지를 약 0.5 내지 약 50g의 착색제, 양태에서 약 1 내지 약 10g의 착색제 및 약 50 내지 약 150g의 왁스, 양태에서 약 75 내지 약 125g의 왁스와 혼합함을 포함할 수 있다. 성분은 적합한 용매, 예를 들어, 케톤, 알콜, 에스테르, 이의 배합물 등 중에서 혼합하고, 약 50 내 지 약 90℃의 온도, 양태에서 약 60 내지 약 80℃, 일부 양태에서 약 70℃의 온도로 가열할 수 있다.
이어서, 이렇게 생성된 용액을 양태에서 탈이온수 중에서 안정화제 및 계면활성제를 포함하는 개별적 수용액과 혼합하여 착색제를 갖는 라텍스의 에멀젼을 생성할 수 있다. 양태에서, 두 용액을 고전단에서, 양태에서, 약 8,000 내지 약 12,000rpm에서, 기타 양태에서, 약 9,000 내지 약 11,000rpm, 기타 양태에서 약 10,000rpm에서 약 15 내지 약 60분 동안, 양태에서, 약 20 내지 약 45분 동안, 양태에서 약 30분 동안 혼합하여 균질화시킬 수 있다. 이어서, 반응 혼합물을 약 60 내지 약 100℃, 양태에서 약 70 내지 약 90℃, 일부 양태에서 약 80℃의 온도에서 약 1 내지 약 3시간 동안, 양태에서 약 2시간 동안 증류시킬 수 있다. 생성되는 에멀젼을 약 12 내지 약 18시간 동안 교반시킬 수 있고, 생성되는 라텍스는 여과, 원심분리, 경사제거, 이의 조합 방법 등으로 분리되는 착색제를 포함한다.
본 명세서의 라텍스를 사용하여 제조된 토너 입자의 크기는 약 1 내지 약 20㎛, 양태에서 약 2 내지 약 15㎛, 양태에서 약 3 내지 약 7㎛, 일부 양태에서 약 5.9㎛일 수 있다. 본 명세서의 토너 입자는 약 0.9 내지 약 0.99, 양태에서 약 0.92 내지 약 0.98, 일부 양태에서 약 0.94의 순환성을 가질 수 있다.
용도
본 명세서에 따르는 효소 중합 합성을 사용하여 용매의 존재 또는 부재하에 에멀젼 응집 토너의 후속적 합성에 사용하기 위한 수지를 제조할 수 있다. 열역학 적 및 화학적 성질의 범위를 갖는 결정성 또는 무정형 폴리에스테르 수지를 생성할 수 있다. 기술된 효소 합성은 또한, 리파제계 합성이 약 10 내지 약 100℃의 온도, 양태에서 약 4시간 만큼 짧은 시간 동안 발생하기 때문에, 감소된 반응 시간 및 에너지 비용을 제공하는 반면, 통상의 촉매를 사용하는 방법은 약 150℃ 이상의 온도를 필요로 할 수 있고, 적어도 8시간 이상이 소요될 수 있다.
상기한 바와 같이, 리파제 효소를 사용하여 락톤, 심지어 거대 환 락톤, 예를 들어, 펜타데카락톤 및 헥사데센락톤의 개환 중합을 촉매화하여 이의 상응하는 폴리에스테르를 수득할 수 있다. 거대 환 락톤은 이러한 화합물의 낮은 환 변형에 기인하여 전통적인 화학적 중합 방법에 내성일 수 있다. 따라서, 효소 중합은 통상의 락톤 중합 방법을 통해서는 사용될 수 없는 폴리에스테르 구조를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 펜타데카락톤의 중합은 분자량에 따라 융점이 79℃ 이상인 결정성 중합체를 생성하고, 헥사데센락톤의 중합은 융점이 57℃로 훨씬 낮은 중합체를 생성할 수 있다.
또한, 효소 중합에 적합한 락톤을 용이하게 사용할 수 있고, 거대 환 락톤이 기타 산업, 예를 들어, 방향제, 식품 첨가제 등에 널리 사용되기 때문에, 출발 물질을 비교적 저렴하게 한다.
추가로, 리파제 효소는 재사용가능하고, 이로 인해 이들의 사용과 관련되는 비용을 감소시킨다. 따라서, 상기한 수계 폴리에스테르 에멀젼의 형성을 포함하여 본 발명의 효소 중합 방법은, 생산에 필요한 에너지를 감소시키고, 전상 및/또는 용매 플래싱 단계를 피함으로써 용매의 사용을 감소시킴으로써 친환경적이다.
영상
영상법은 또한 본원에 기술된 토너를 사용할 것을 계획한다. 이러한 방법은, 예를 들어, 상기 언급된 상기 특허 문헌 중의 일부 및 미국 특허 제4,265,990호, 제4,584,253호 및 제4,563,408호를 포함한다. 영상법은 전자 인쇄 자기 영상 문자 인지 장치에서 영상을 생성한 후, 영상을 본 발명의 토너 조성물로 현상함을 포함한다. 정전기적 수단에 의한 광전도성 물질의 표면에서의 영상의 형성 및 현상은 익히 공지되어 있다. 기본적인 제로그래프 공정은 균일한 정전기적 전하를 광전도성 절연층에 위치시키고, 층을 광 및 섀도우 영상에 노출시켜 광에 노출된 층의 면적 위에 전하를 방산시키고, 영상 위에 미분된 검전기 물질, 예를 들어, 토너를 부착시켜 생성되는 정전기적 잠상을 현상함을 포함한다. 토너는 일반적으로 층의 면적으로 유인되고, 이는 전하를 유지시키고, 이로써 정전기적 잠상에 상응하는 토너 영상을 형성한다. 이어서, 이 분말 영상을 지지체 표면, 예를 들어, 종이로 옮길 수 있다. 옮겨진 영상은 후속적으로 열에 의해 지지체 표면에 영구적으로 첨부된다. 광전도성 층을 균일하게 하전시킨 다음, 층을 광 및 섀도우 영상에 노출시킴으로써 잠상을 형성시키는 대신, 층을 영상 배열로 직접 하전시켜 잠상을 형성시킬 수 있다. 이후, 분말 영상을 광전도성 층에 부착시켜 분말 영상 이동을 제거할 수 있다. 기타 적합한 부착 수단, 예를 들어, 용매 또는 과피복 처리가 상기한 열 고착을 대신할 수 있다.
Claims (4)
- 디카복실산, 에스테르, 글리콜, 옥시산, 옥시산 에스테르, 락톤, 락티드, 마크로라이드 및 이의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 리파제를 포함하는 효소 및 물과 접촉시키고;하나 이상의 성분을 중합하여 폴리에스테르 수지를 형성하고;상기 폴리에스테르 수지를 회수함을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 성분을 용매 중의 효소와 접촉시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 디카복실산, 에스테르, 글리콜, 옥시산, 옥시산 에스테르, 락톤, 락티드, 마크로라이드 및 이의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 리파제를 포함하는 효소, 물 및 임의의 계면활성제와 접촉시켜 에멀젼을 형성하고;하나 이상의 성분을 중합하여 에멀젼 중의 폴리에스테르 수지를 형성하고;상기 폴리에스테르 수지를 회수함을 포함하는 방법.
- 디카복실산, 에스테르, 글리콜, 옥시산, 옥시산 에스테르, 락톤, 락티드, 마크로라이드 및 이의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 리파제를 포함하는 효소와 접촉시키고;하나 이상의 성분을 중합하여 폴리에스테르 수지를 형성하고;상기 폴리에스테르 수지를 회수하고;상기 폴리에스테르 수지를 하나 이상의 착색제, 임의의 왁스 및 임의의 계면활성제와 접촉시켜 토너 입자를 형성하고;상기 토너 입자를 회수함을 포함하는 방법.
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