KR100833920B1 - 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 토너 - Google Patents

코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 토너 Download PDF

Info

Publication number
KR100833920B1
KR100833920B1 KR1020070018502A KR20070018502A KR100833920B1 KR 100833920 B1 KR100833920 B1 KR 100833920B1 KR 1020070018502 A KR1020070018502 A KR 1020070018502A KR 20070018502 A KR20070018502 A KR 20070018502A KR 100833920 B1 KR100833920 B1 KR 100833920B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
toner
resin
acid
acid group
core
Prior art date
Application number
KR1020070018502A
Other languages
English (en)
Inventor
양우영
김건일
황대일
박재범
황일선
이준희
황재광
김동원
안덕균
Original Assignee
삼성정밀화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성정밀화학 주식회사 filed Critical 삼성정밀화학 주식회사
Priority to KR1020070018502A priority Critical patent/KR100833920B1/ko
Priority to US12/528,318 priority patent/US20100055599A1/en
Priority to PCT/KR2008/000979 priority patent/WO2008102976A1/en
Priority to CN200880005720A priority patent/CN101652723A/zh
Priority to JP2009550796A priority patent/JP5118710B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of KR100833920B1 publication Critical patent/KR100833920B1/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/09392Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • G03G9/0804Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/09307Encapsulated toner particles specified by the shell material
    • G03G9/09314Macromolecular compounds
    • G03G9/09321Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/0935Encapsulated toner particles specified by the core material
    • G03G9/09357Macromolecular compounds
    • G03G9/09371Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/0935Encapsulated toner particles specified by the core material
    • G03G9/09385Inorganic compounds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너가 개시된다. 개시된 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법은 (a) 산기를 가지는 수지, 착색제, 및 적어도 하나의 첨가제를 유기용제에 혼합한 다음 상기 수지의 산기를 염기에 의해 중화시켜 혼합물을 제조하는 단계; (b) 상기 제조된 혼합물을 분산매내에 첨가하여 미세현탁액을 형성하는 단계; (c) 상기 형성된 미세현탁액으로부터 유기용제를 제거하여 토너 코어부를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 토너 코어부에 적어도 하나의 단량체와 중합개시제를 첨가하여 상기 토너 코어부를 코어(core)로 하여 시드(seed) 중합함으로써 토너 복합체를 형성하는 단계;를 포함한다.
따라서, 개시된 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너는 제조비용을 절감할 수 있고, 핫 오프셋(hot offset)을 방지할 수 있으며, 내열 보관성이 향상되고, 주위 환경변화에 따른 대전 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 개시된 토너는 전자사진용 화상형성장치에 채용될 수 있다.

Description

코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너{Method for preparing toner having core-shell structure and toner prepared by the same}
본 발명은 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조비용을 절감할 수 있고, 핫 오프셋(hot offset)을 방지할 수 있으며, 내열 보관성이 향상되고, 주위 환경변화에 따른 대전 안정성이 향상된 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너에 관한 것이다.
최근 인쇄 시장에서 고속 인쇄에 적합한 토너, 특히 화상의 질 향상과 핫 오프셋(hot offset)을 방지할 수 있는 토너에 대한 요구가 증가하고 있다. 여기서, 핫 오프셋이란 토너가 정착기를 통과하면서 가열될 때, 인쇄용지에의 정착에 필요한 정도를 벗어나 과도하게 용융되면서 정착기 통과후 정착기에 용융된 토너의 일부가 잔류하는 현상을 말한다.
일반적으로 토너는 바인더 수지로 작용하는 열가소성 수지에 착색제, 대전제어제, 염료, 안료, 또는 이형제 등을 첨가함으로써 제조된다. 또한, 토너에 유동성을 부여하거나, 대전제어 또는 클리닝성 등의 물성을 향상시키기 위하여 실리카나 산화티탄등의 무기 금속미분말이 외첨제로서 상기 토너에 첨가될 수 있다.
일반적으로, 바인더 수지로서 폴리에스테르계 수지와 스틸렌-아크릴계 수지(Styrene-acrylic resin)가 사용될 수 있는데, 이들 수지들을 대비해 보면, 폴리에스테르계 수지는 스틸렌-아크릴계 수지에 비해 핫 오프셋에 대한 저항성이나 컬러 발색성 등에서는 우수하지만, 주위 환경변화에 따른 대전량의 안정성 측면에서는 열등한 문제점이 있다. 한편, 스틸렌-아크릴계 수지는 폴리에스테르계 수지에 비해 흡습성이 낮고 내열 보관성이 우수하다는 장점이 있다.
이와 같이 토너에 있어서, 핫 오프셋에 대한 저항성과 내열 보관성이라는 상반된 특성이 요구되고 있다.
미국등록특허 제5604076호에는 핫 오프셋에 대한 저항성과 내열 보관성을 확보할 수 있는 코어-쉘 구조를 갖는 토너가 개시되어 있다. 상기 특허에서, 폴리에스테르계 수지를 음이온계 계면활성제에 분산시킨 수지 분산액을 제조한 다음, 상기 수지 분산액에 스티렌 모노머(styrene monomer), 아크릴계 모노머 및 중합 개시제를 첨가하여 시드(seed) 중합을 수행함으로써 폴리에스테르계 수지 코어/스틸렌-아크릴계 수지 쉘의 구조를 갖는 토너 입자의 미세 현탁액을 형성시킨다. 다음에, 상기 미세 현탁액에 별도로 제조한 안료 수분산 용액(Pigment water-dispersion solution)을 투입하고 응집시켜 코어-셀 구조를 갖는 토너를 제조한다. 이 경우, 상기 안료 수분산 용액은 안료를 양이온계 계면활성제에 분산시킴으로써 제조된다. 이러한 토너의 제조방법은 별도의 안료 분산액을 투입하여 응집시킴으로써 안료가 토너의 표면에 불가피하게 노출되므로, 대전성의 악화를 야기시키게 된다. 또한, 토너 입자의 제조를 위해 수지 분산액 및 안료 분산액을 각각 별도로 제조하여야 하므로 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 제조비용을 절감할 수 있는 토너 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 핫 오프셋(hot offset)을 방지할 수 있는 토너 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내열 보관성을 향상시킬 수 있는 토너 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 주위 환경변화에 따른 대전 안정성을 향상시킬 수 있는 토너 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 토너를 채용한 전자사진용 화상형성장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면,
(a) 산기를 가지는 수지, 착색제, 및 적어도 하나의 첨가제를 유기용제에 혼합한 다음 상기 수지의 산기를 염기에 의해 중화시켜 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 상기 제조된 혼합물을 분산매내에 첨가하여 미세현탁액을 형성하는 단계;
(c) 상기 형성된 미세현탁액으로부터 유기용제를 제거하여 토너 코어부를 형 성하는 단계; 및
(d) 상기 토너 코어부에 적어도 하나의 단량체와 중합개시제를 첨가하여 상기 토너 코어부를 코어(core)로 하여 시드(seed) 중합함으로써 토너 복합체를 형성하는 단계;를 포함하는 토너의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 산기를 가지는 수지가 수평균 분자량이 2,000~10,000, PDI가 2~15, THF 불용분이 1중량%이하, 산가가 5~100mgKOH/g인 폴리에스테르 수지이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 폴리에스테르계 수지의 산가는 7~30mgKOH/g이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 착색제는 착색안료 마스터배치 형태이고, 상기 착색안료 마스터배치 중 착색안료의 함량이 전체 착색안료 마스터배치 100중량부에 대하여 10~60 중량부이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,
상기 (d) 단계 이후에, 상기 시드 중합하여 형성된 토너 복합체를 응집시키는 단계와, 상기 응집된 토너 복합체를 융착시키는 단계와, 상기 융착된 토너 복합체를 세척 및 건조시켜 토너 입자를 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 산기를 가지는 수지는 카르복실기, 인산기, 및 술폰산기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 산기를 가진다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 첨가제는 대전제어제 또는 이형제 를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 분산매는 극성용매, 계면 활성제, 증점제, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 (d) 단계의 시드 중합시 사용되는 단량체는 스티렌, 노말 부틸메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 디비닐 벤젠, 및 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 (d) 단계의 시드 중합시 사용되는 중합개시제는 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화벤조일, 과산화라우릴, 과황산나트륨, 과산화수소, t-부틸 하이드로퍼록사이드, 큐멘 하이드로퍼록사이드, 파라-메탄 과산화염, 및 퍼록시 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다.
또한 본 발명에 따르면,
상기 실시예들 중 어느 한 실시예에 따른 방법에 의해 제조된 부피평균입경이 2.0~10.0 ㎛, 80% 스팬값이 0.9이하이며, 형상계수가 0.6~1.0인 토너가 제공된다.
또한 본 발명에 따르면,
상기 실시예에 따른 토너를 채용한 것을 특징으로 하는 전자사진용 화상형성장치가 제공된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 토너의 제조방법에 의해 제조된 토너 입자는 토너 코어부 및 쉘을 포함한다.
상기 토너 코어부는 산기를 가지는 수지, 착색제, 및 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 것으로 분산매내에 분산된 상태로 제조되며, 상기 쉘은 분산매내에 분산되어 있는 상기 토너 코어부에 적어도 하나의 단량체와 중합개시제를 첨가하여 상기 토너 코어부를 코어(core)로 하여 시드(seed) 중합시킴으로써 형성된다.
먼저, 산기를 가지는 수지에 관하여 설명한다
산기는 화학결합을 통해 수지중에 도입된다. 이러한 산기는 염기에 의해 중화되는 것으로, 수용액중에서 음이온이 되고 친수성을 나타내게 된다. 따라서, 산기를 가지는 수지는 수용액 중에서 입자 상태로 분산 안정화될 수 있다. 상기 산기는 카르복실기, 인산기, 및 술폰산기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다.
산기를 가지는 수지는 폴리에스테르계 수지를 포함하는데, 폴리에스테르 수지는 착색제의 분산성 및 저온 정착성 등의 관점에서 특히 바람직하다. 폴리에스테르계 수지로는, 예를 들면, 중화되는 산기를 가지는 화합물을 필수 성분으로 하여 얻어진 것으로서, 카르복실기 함유 폴리에스테르계 수지, 디메틸 5-술포이소프탈레이트 나트륨염 등의 술폰산기 함유 폴리에스테르계 수지, 또는 인산기 함유 폴리에스테르계 수지 등이 있다. 이 중에서도 카르복실기 함유 폴리에스테르계 수지가 바람직하고, 이 경우 폴리에스테르계 수지는 수평균 분자량이 2,000~10,000이고, PDI(Poly Dispersity Index)는 2~15이며, THF에 대한 불용분이 1중량% 이하이며, 유리 전이온도(Tg)가 45~75℃이고, 연화 온도(Ts)가 130~190℃이고, 산가가 5mgKOH/g~100mgKOH/g인 것이 바람직하다. 수평균 분자량이 2,000미만이면 용융점도 가 매우 낮아 정착온도 영역이 좁아져서 바람직하지 않고, 10,000을 초과하게 되면 입자 형성 시에 큰 입자가 형성되어 입자 분포가 넓어져서 바람직하지 않다. 또한, PDI가 2미만이면 정착 영역이 좁아져서 바람직하지 않고, 15를 초과하게 되면 THF 불용분이 1% 이하의 수지를 얻는 것이 어려워서 바람직하지 않다. THF에 대한 불용분이 1중량%를 초과하게 되면 미세현탁입자의 제조가 용이하지 않아서 바람직하지 않다. 또한, 산가가 5mgKOH/g 미만이면 후술하는 토너 미세현탁액의 제조가 용이하지 않아서 바람직하지 않고, 100mgKOH/g를 초과하는 경우에는 제조된 토너의 환경안정성이 현격히 저하될 가능성이 있어서 바람직하지 않다. 더욱 바람직하게는, 상기 산가는 7mgKOH/g~30mgKOH/g이다.
이 경우, 폴리에스테르 수지는 다가알코올 성분과 다가 카르복실산 성분을 필요에 따라 감압 분위기하 또는 촉매의 존재하에서 가열하여 중축합반응시킴에 의해 제조될 수 있다. 다가 알코올 성분으로는, 구체적으로, 폴리옥시에틸렌-(2.0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2.0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2.2)-폴리옥시에틸렌-(2.0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(2.3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(6)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2.3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2.4)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(3.3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(6)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 에틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 글리세롤 등이 있다. 다가 카르복실산 성분으로는, 구체적으로, 폴리에스테르 수지 제조에 통상적으로 사용되는 방향족 다가산 및/또는 이의 알킬 에스테르; 및/또는 1,2,4-사이클로헥산트리카르복실산, 1,2,7,8-옥탄테트라카르복실산, 1,2,5-헥산트리카르복실산, 및/또는 이들 카르복실산의 알킬 에스테르를 포함한다. 이와 같은 방향족 다가산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 트리멜리트산, 피로멜리트산, 2,5,7-나프탈렌트리카르복실산, 1,2,4-나프탈렌트리카르복실산 등 및/또는 이들 카르복실산의 알킬 에스테르를 예시할 수 있으며, 이때 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 기 등이 사용될 수 있다. 상기 방향족 다가산 및/또는 이의 알킬 에스테르; 및/또는 1,2,4-사이클로헥산트리카르복실산, 1,2,7,8-옥탄테트라카르복실산, 1,2,5-헥산트리카르복실산, 및/또는 이들 카르복실산의 알킬 에스테르는 단독으로 또는 두 가지 이상이 배합된 형태로 사용될 수 있다.
상기 산기를 가지는 수지의 함량은 전체 토너 코어부 100중량부에 대하여 50~98중량부이다. 상기 함량이 50중량부 미만이면 수지가 토너 코어부를 결합시키기(binding)에 부족하여 바람직하지 않고, 98중량부를 초과하게 되면 수지 외의 토너 코어부 함량이 적어 토너로서의 기능을 발휘하기 힘들어서 바람직하지 않다. 여기서, 토너 코어부란 산기를 가지는 수지외에 후술하는 착색제 및 첨가제 등을 모두 포함하는 개념이다.
한편, 착색제는 착색안료 그 자체로서 사용되는 것이 아니라 착색안료가 수지내에 분산된 착색안료 마스터배치 형태로서 사용된다. 착색안료 마스터 배치는 착색안료가 고르게 분산된 수지 조성물을 말하며, 이는 고온 고압하에서 착색안료 및 수지를 혼련하거나, 수지를 용제에 용해하고 상기 용액에 착색안료를 첨가한 후 높은 전단력을 가해 착색안료를 분산시키는 방법에 의해 제조된다. 착색안료 마스터 배치를 사용하여 토너 미세현탁액 제조시 안료의 노출을 억제함으로써, 균일한 미세현탁액을 제조할 수 있게 된다. 본 실시예에서 이용하는 착색안료 마스터배치에 있어서 착색안료의 함량은 전체 착색안료 마스터배치의 100중량부에 대하여 10~60중량부이며, 바람직하게는 20~40중량부이다. 상기 함량이 10중량부 미만이면 제조된 토너의 안료 함량이 적어 원하는 색재현을 하지 못할 수 있어서 바람직하지 않고, 60중량부를 초과하게 되면 마스터배치내의 안료분산이 균일하지 않을 가능성이 높아서 바람직하지 않다.
상기 착색안료는 상업적으로 흔히 사용되는 안료인 블랙 안료, 시안 안료, 마젠타 안료, 옐로우 안료 및 이들의 혼합물 중에서 적절히 선택되어 사용될 수 있다.
이러한 안료의 종류로는 하기를 예로 들 수 있다. 즉, 블랙 안료는 산화 티탄 또는 카본블랙 등이 사용될 수 있다. 시안 안료는 동 프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라킨 화합물, 또는 염기 염료 레이크 화합물 등이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 블루 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, 또는 66 등이 사용될 수 있다. 마젠타 안료는 축합 질소 화합물, 안트라킨, 퀴나크리돈 화합물, 염기 염료 레이크 화합물, 나프톨 화합물, 벤조 이미다졸 화합물, 티오인디고 화합물, 또는 페릴렌 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 레드 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 또는 254 등이 사용될 수 있다. 옐로우 안료는 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 안트라킨 화합물, 아조 금속 착제, 또는 알릴 이미드 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 옐로우 12, 13, 14, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 또는 168 등이 사용될 수 있다.
상기 착색제의 함량은 토너를 착색하여 현상에 의해 가시화상을 형성하기에 충분한 정도이면 되는데, 예컨대 산기를 가지는 수지 100 중량부를 기준으로 하여 3 내지 15 중량부인 것이 바람직하다. 상기 함량이 3 중량부 미만이면 착색효과가 불충분하여 바람직하지 않고, 15 중량부를 초과하면 토너의 전기저항이 낮아지기 때문에 충분한 마찰 대전량을 얻을 수 없어 오염을 발생시키기 때문에 바람직하지 않다.
한편, 첨가제는 대전제어제, 이형제, 또는 이들의 혼합물 등을 포함한다.
대전 제어제로는 부대전성 대전 제어제 및 정대전성 대전 제어제가 모두 사용될 수 있으며, 부대전성 대전 제어제로는 크롬 함유 아조 착체(Complex) 또는 모노아조 금속 착체와 같은 유기 금속 착체 또는 킬레이트 화합물; 크롬, 철, 아연과 같은 금속 함유 살리실산 화합물; 및 방향족 히드록시카르복실산과 방향족 디카르복실산의 유기 금속 착체가 사용될 수 있으며, 공지의 것이면 특별히 제한되지는 않는다. 또한, 정대전성 대전 제어제로서는 니그로신과 그의 지방산 금속염 등으로 개질된 생성물, 트리부틸벤질암모늄 1-히드록시-4-나프토술포네이트 및 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트 등의 4급 암모늄염을 포함하는 오늄염 등을 단독으로, 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 대전 제어제는 정전기력에 의해 토너를 안정적이고 빠른 속도로 대전시켜, 토너를 현상롤러 위에 안정되게 지지시킨다.
토너에 포함되는 대전 제어제의 함량은 일반적으로 토너 코어부 전체의 100 중량부에 대해서 0.1중량부 내지 10중량부의 범위 이내이다. 상기 대전 제어제의 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 토너의 대전속도가 느리고 대전량이 많지 않아 대전 제어제로서의 기능을 발현하기에 부족해서 바람직하지 않고, 10중량부를 초과할 경우에는 지나치게 대전량이 많아지게 되어 화상에 왜곡이 발생할 수 있는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
이형제는 토너화상의 정착성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 저분자량 폴리프로필렌, 저분자폴리에틸렌 등의 폴리알킬렌왁스, 에스테르 왁스, 카르나우바(carnauba) 왁스, 파라핀왁스 등이 상기 이형제로 사용될 수 있다. 토너에 포함되는 이형제의 함량은 일반적으로 토너 코어부 전체의 100 중량부에 대해서 0.1 중량부 내지 30 중량부의 범위 이내이다. 상기 이형제의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 오일을 사용하지 않고 토너 입자를 정착시킬 수 있는 오일리스 정착을 실현하기가 어려워서 바람직하지 않고, 30 중량부를 초과할 경우에는 보관시 토너의 뭉침현상이 유발 될 수 있어서 바람직하지 않다.
또한, 상기 첨가제는 고급지방산이나, 지방산아미드 등과 같은 그 금속염 등을 더 포함할 수 있다. 이러한, 고급지방산 및 그 금속염은 현상특성의 열화를 방지하여 고품질의 화상을 얻기 위하여 적절히 사용될 수 있다.
또한, 상기 첨가제는 외첨제를 더 포함할 수 있다. 외첨제는 토너의 유동성을 향상시키거나 대전특성을 조절하기 위한 것으로서, 대입경 실리카, 소입경 실리카, 및 폴리머 비즈를 포함한다.
상기 중합용 단량체는 산기를 가지는 수지, 착색제, 및 첨가제를 포함하는 토너 코어부를 둘러싸도록 배치된 쉘을 형성시키기 위한 것이다. 상기 단량체는 중합개시제와 함께 상기 토너 코어부에 첨가됨으로써 시드 중합되어 쉘을 형성하게 된다. 이러한 단량체로는 스티렌, 노말 부틸메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 디비닐 벤젠, 및 메타크릴레이트 등 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 토너에 포함되는 단량체의 함량은 일반적으로 토너 코어부 전체의 100 중량부에 대해서 10 중량부 내지 200 중량부의 범위 이내이다. 상기 단량체의 함량이 10 중량부 미만인 경우에는 단량체가 토너 코어부 표면을 모두 피복하기가 어려워 고온보관성의 효과를 확보하기가 어려워서 바람직하지 않고, 200 중량부를 초과할 경우에는 쉘 부분이 너무 두꺼워서 정착시 토너 코어부에 포함된 이형제 등이 쉽게 빠져나오지 못해 정착성의 악화를 초래할 수 있어서 바람직하지 않다.
또한, 중합개시제로는 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화벤조일, 과산화라우릴, 과황산나트륨, 과산화수소, t-부틸 하이드로퍼록사이드, 큐멘 하이드로퍼록사이드, 파라-메탄 과산화염 및 퍼록시 카보네이트 등, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 토너에 포함되는 중합개시제의 함량은 일반적으로 사용되는 단량체 전체의 100 중량부에 대해서 0.1중량부 내지 5중량부의 범위 이내이다. 상기 중합개시제 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 중합반응이 충분하지 않게 진행될수 있어서 바람직하지 않고, 5 중량부를 초과할 경우에는 반응이 급격히 진행하여 중합반응의 조절이 용이하지 않아서 바람직하지 않다.
이하, 본 실시예에 따른 토너의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.
먼저, 산기를 가지는 수지, 착색안료 마스터배치, 및 적어도 하나의 첨가제 를 유기용제에 40~95℃에서 혼합한다. 이후, 상기 수지의 산기를 염기에 의해 중화시켜 혼합물을 제조한다.
이어서, 상기 제조된 혼합물을 극성용매, 계면활성제, 및 선택적으로 증점제등으로 구성된 60~98℃의 분산매 내에 첨가하고 교반하여 미세현탁액을 형성시킨다.
이어서, 상기 미세현탁액을 60~98℃에서 교반한 다음 유기용제를 휘발시켜 제거함으로써 분산매에 분산되어 있는 토너 코어부를 형성시킨다.
이어서, 상기 토너 코어부에 적어도 하나의 단량체와 중합개시제를 첨가하여 상기 토너 코어부를 코어(core)로 하여 시드(seed) 중합시킨다. 이와 같은 시드 중합에 의해 폴리에스테르계 수지의 코어를 중심으로 하여 이를 둘러싸는 스틸렌-아크릴계 수지의 쉘이 형성되게 된다.
다음에, 상기 형성된 토너 복합체에 응집제를 첨가하고, 온도 및 pH 등을 조절함으로써 이를 응집시킨다. 이 경우, 응집된 토너 복합체는 굳기가 약하며, 그 형상이 매우 불규칙하다.
이어서, 상기 응집된 토너 복합체를 융착시켜 원하는 입경의 토너 복합체를 얻는다. 이와 같은 융착에 의해 토너 복합체의 굳기가 강화되며 그 형상이 규칙적으로 된다. 또한, 융착의 정도에 따라 덩어리진 토너 복합체의 형상이 찌그러진 구형에서부터 완전한 구형으로까지 다양하게 변화되게 된다.
마지막으로, 상기 융착된 토너 복합체를 냉각시킨 다음 세척 및 건조하여 토너 입자를 얻는다.
상기 제조방법에서 사용되는 유기용제는 휘발성이고, 극성용매보다 낮은 끓는점을 가지며 극성용매와 혼합되지 않는 것으로서, 예를 들면, 메틸아세테이트나 에틸아세테이트와 같은 에스테르계; 아세톤이나 메틸에틸케톤과 같은 케톤계; 디클로로메탄이나 트리클로로에탄과 같은 탄화수소계; 및 벤젠과 같은 방향족 탄화수소계 등에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
극성용매는 물, 글리세롤, 에탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 솔비톨 등에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 물이 바람직하다.
증점제는 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 젤라틴, 키토산, 알기산나트륨 등이 사용될 수 있다.
계면활성제는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 및 양성 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
비이온성 계면활성제는 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 메틸셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 노릴페닐 에테르, 에톡실레이트, 포스페이트 노릴페놀계, 트리톤, 디알킬페녹시폴리(에틸렌옥시)에탄올 등이 있고, 음이온성 계면활성제는 소듐 도데실설페이트, 소듐 도데실벤젠 술포네이트, 소듐 도데실 나프탈렌설페이트, 디알킬 벤젠알킬 황산염, 술폰산염 등이 있고, 양이온성 계면활성제는 알킬 벤젠 디메틸 암모늄 클로라이드, 알킬 트리메틸 암모늄 클로라이드, 디스테아릴 암모늄 클로라이드 등이 있고, 양성 계면활성제는 아미노산형 양성계면활성제, 베타인(Betaine)계 양성계면활성제, 레시틴, 타우린, 코코아미도프로필베타인(Coco amidopropylbetaine), 디소듐 코코암포디아세테이트(Disodium cocoamphodiacetate) 등이 있다. 상술한 계면활성제는 단독으로 또는 2종 이상을 일정 비율로 혼합되어 사용될 수 있다.
산기의 중화에 이용하는 염기, 즉 중화제는, 예를 들면, 수산화나트륨, 수산화 리튬 등의 알칼리 화합물; 나트륨, 칼륨, 리튬 등의 알카리 금속의 탄산염; 알칼리 금속의 초산염; 암모니아 수, 메틸 아민, 디메틸 아민 등의 알카놀 아민류 등일 수 있다. 이중에서 알카리 화합물이 바람직하다.
상기 중화제는 산기를 가지는 수지중 산기의 1 당량에 대하여 0.1~3.0당량이 사용되며, 0.5~2.0당량인 것이 바람직하다.
토너 코어부의 응집제로 사용될 수 있는 것으로, 분산액에 사용된 계면활성제 및 상기 계면활성제의 극성과 반대 극성의 계면활성제, 또는 1가 이상의 무기금속염이 있다.
일반적으로 가수(ionic charge number)가 높을수록 응집력이 증가되기 때문에, 분산액의 응집 속도나 제조 방법의 안정성을 고려하여 적절한 응집제를 선택하여야 한다. 1가 이상의 무기금속염으로는, 구체적으로, 염화칼슘, 초산칼슘, 염화바륨, 염화마그네슘, 염화나트륨, 황산나트륨, 황산암모늄, 황산마그네슘, 인산나트륨, 인산 2수소 나트륨, 염화암모늄, 염화코발트, 염화스트론튬, 염화세슘, 염화 니켈, 염화루비듐, 염화칼륨, 초산나트륨, 초산 암모늄, 초산 칼륨, 안식향산 나트륨, 염화알루미늄, 염화아연 등이 있다.
본 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 토너는 전자사진방식의 화상형성장치에 사용될 수 있다. 여기서, 전자사진방식의 화상형성장치란 레이저 프린터, 복사기, 또는 팩시밀리 등을 의미한다.
이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
(폴리에스테르 수지의 합성)
제조예 1: 폴리에스테르 수지(1)의 합성
교반기, 질소 가스 도입구, 온도계, 및 냉각기가 설치된 부피가 3 리터인 반응기를 열전달매체인 오일조내에 설치하였다. 이와 같이 설치된 반응기 내에 여러가지 단량체, 즉 디메틸 테레프탈레이트 50중량부, 디메틸 이소프탈레이트 47중량부, 1,2-프로필렌글리콜 80중량부, 및 트리멜리틱산 3중량부를 투입하였다. 이후, 촉매로서 디부틸주석옥사이드를 단량체 전체 무게에 대하여 500ppm의 비율로 투입하였다. 이어서, 150rpm의 속도로 반응기내의 혼합물을 교반하면서 반응 온도를 150℃까지 증가시켰다. 이후, 약 6시간 동안 반응을 진행한 다음 반응 온도를 다시 220℃까지 증가시켰다. 이어서, 부반응물의 제거를 위해 반응기를 0.1torr로 감압하고 상기 압력에서 15시간 동안 유지시킨 다음 반응을 완료하였다. 결과로서, 폴리에스테르 수지(1)를 얻었다.
반응 완료 후 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 폴리에스테르 수지(1)의 유리전이온도(Tg)를 측정한 결과, 상기 온도는 62℃였다. 또한, 유동 시험기 CFT-500을 이용하여 폴리에스테르 수지(1)의 연화온도(Ts)를 측정한 결과, 상기 온도는 156℃였다. 폴리스티렌(Polystyrene) 기준 시료를 사용하여 GPC(gel permeation chromatography)에 의해 폴리에스테르 수지(1)의 수평균분자량과 PDI를 측정하였고, 그 결과 수평균분자량은 4,300이었고, PDI는 3.5였다. 적정에 의해 측정한 결과 산가는 15mgKOH/g이었다.
제조예 2: 폴리에스테르 수지(2)의 합성
부생성물의 제거공정을 10시간 동안 수행한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르 수지(2)를 제조하였다. 반응 완료 후 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 폴리에스테르 수지(2)의 유리전이온도(Tg)를 측정한 결과, 상기 온도는 66℃였다. 또한, 유동 시험기 CFT-500을 이용하여 폴리에스테르 수지(2)의 연화온도(Ts)를 측정한 결과, 상기 온도는 138℃였다. 폴리스틸렌 기준 시료를 사용하여 GPC에 의해 폴리에스테르 수지(2)의 수평균분자량과 PDI를 측정하였고, 그 결과 수평균분자량은 2,100이었고, PDI는 3.4였다. 적정에 의해 측정한 결과 산가는 14mgKOH/g이었다.
(착색안료 마스터배치 제조)
제조예 3: 블랙 안료 마스터배치 제조
제조예 1에서 합성한 폴리에스테르 수지와 카본블랙 안료(독일 데구사 제품, NIPEX 150)를 중량 기준으로 8:2의 비율로 혼합하였다. 이후, 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 에틸아세테이트 50중량부를 첨가하고 상기 혼합물을 약 60℃로 가열한 다음 반죽기로 교반하였다. 이어서, 상기 혼합물을 진공 장치가 연결된 이축압출기를 이용하여 50rpm의 속도로 혼합하면서, 진공장치를 이용하여 용매인 에틸아세테이트를 제거함으로써, 블랙 안료 마스터배치를 얻었다.
(토너 입자의 제조)
실시예 1
냉각기, 온도계 및 임펠러형 교반기를 장착한 부피 1리터인 반응기에 제조예 1에서 합성한 폴리에스테르 수지 60g, 제조예 3에서 합성한 블랙 안료 마스터 배치 40g, 대전제어제 1g(N-23;HB Dinglong사 제품), 파라핀 왁스 4g, 및 유기용제로서 메틸에틸케톤 150g을 투입하였다. 상기 혼합물을 600rpm의 속도로 교반하면서 1N NaOH수용액 25ml를 첨가한 다음, 환류상태에서 80℃의 온도로 5시간 동안 혼합하였다. 상기 혼합물이 충분한 유동성을 갖는 것을 확인한 다음, 500rpm의 속도로 2시간 동안 추가로 교반하였다. 결과로서, 토너 혼합물을 얻었다.
냉각기, 온도계 및 임펠러형 교반기가 장착된 부피 3리터인 또 다른 반응기에 증류수 600g, 중성 계면활성제 5g(tween 20, Aldrich사 제품), 음이온 계면활성제인 소듐도데실설페이트 1g(Aldrich사 제품)을 투입하고, 상기 혼합물을 85℃에서 600rpm의 속도로 1시간동안 교반하였다. 결과로서, 분산매를 얻었다.
상기 분산매에 상기의 토너 혼합물을 투입하고, 동일온도, 즉 85℃에서 1시간 동안 1000rpm의 속도로 교반함으로써 토너 미세현탁액을 형성하였다.
이어서, 반응기내의 온도를 90℃로 가열하면서 100mmHg의 부분감압 상태에서 유기용제인 메틸에틸케톤을 145g 제거하였다. 결과로서, 분산매내에 분산되어 있는 상태의 토너 코어부를 얻었다. 쿨터 멀티사이저(Beckman Coulter사 제품)로 메틸에틸케톤이 제거된 토너 코어부의 크기를 측정한 결과, 부피평균입경이 400nm였다.
이어서, 반응기 내의 온도를 80℃로 냉각하고, 중합용 단량체인 스티렌 모노머 30g, 노말 부틸메타크릴레이트 4g, 및 메타크릴산 2g을 20분간 천천히 적가하였다. 다음에, 상기 혼합물을 1000rpm의 속도로 교반하면서 중합개시제인 포타슘퍼설페이트 0.2g을 증류수 100ml에 녹여 1시간 동안 적가하고 4시간 동안 80℃의 온도에서 교반하였다. 결과로서, 코어-쉘 구조의 토너 복합체가 얻어졌다. 쿨터 멀티사이저(Beckman Coulter사 제품)로 상기 토너 복합체의 크기를 측정한 결과, 부피평균입경이 450nm였다.
이어서, 염화 마그네슘 10g을 증류수 50g에 녹여 천천히 반응기내에 투입한 다음, 30분에 거쳐 80℃까지 승온시켜 토너 복합체를 응집시켰다. 5시간 후 쿨터 멀티사이저(Beckman Coulter사 제품)로 응집된 토너 복합체의 크기를 측정한 결과, 부피평균입경이 6.7㎛였다.
이어서, 반응기에 증류수 500g을 투입하여 80℃에서 8시간 동안 융착을 진행시킨 다음, 상기 반응기를 냉각시켰다.
이후, 통상의 여과 장치를 사용하여 융착된 토너 복합체, 즉 토너 입자를 분리하여 1N 염산 수용액으로 세척한 다음, 증류수로 5회 재세척하여 계면활성제 등을 모두 제거하였다. 세척이 완료된 토너 입자를 유동층 건조기에서 40℃의 온도에서 5시간 동안 건조함으로써 건조된 토너 입자를 얻었다.
얻어진 토너 입자를 분석한 결과 부피평균입경은 6.8㎛였고, 80% 스팬값은 0.65였다. 또한, 전자주사현미경(SEM; JEOL사)을 사용하여 무작위의 토너 입자 샘플 100개에 대해 Image J software로 분석한 결과 형상계수(shape factor)의 평균은 0.69였다.
실시예 2
제조예 2에서 합성한 폴리에스테르 수지(2)를 사용하였다는 점만을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.
얻어진 토너 입자를 분석한 결과 부피평균입경은 6.5㎛였고, 80% 스팬값은 0.69였다. 또한 전자주사현미경(SEM; JEOL사)을 사용하여 무작위의 토너 입자 샘플 100개에 대해 Image J software로 분석한 결과 형상계수의 평균은 0.71이었다.
비교예1
토너 미세현탁액 형성후 시드 중합을 생략하였다는 점만을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.
얻어진 토너 입자를 분석한 결과 부피평균입경은 6.5㎛였고, 80% 스팬값은 0.65였다. 또한 전자주사현미경(SEM; JEOL사)을 사용하여 무작위의 토너 입자 샘플 100개에 대해 Image J software로 분석한 결과 형상계수의 평균은 0.65였다.
비교예2
제조예 2에서 합성한 폴리에스테르 수지(2)를 사용하고, 토너 미세현탁액 형성후 시드 중합을 생략하였다는 점만을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.
얻어진 토너 입자를 분석한 결과 부피평균입경은 6.3㎛였고, 80% 스팬값은 0.68이었다. 또한 전자주사현미경(SEM; JEOL사)을 사용하여 무작위의 토너 입자 샘플 100개에 대해 Image J software로 분석한 결과 형상계수의 평균은 0.69이었다.
상기 실시예들 또는 비교예들에서 부피평균입경은 쿨터 멀티사이저(Coulter Multisizer 3)로 측정하였다. 상기 쿨터 멀티사이저에 있어서 애퍼처(aperture)는 100㎛을 이용하고, 전해액인 ISOTON-II(Beckman Coulter사) 50~100ml에 계면활성제를 적정량 첨가하고, 여기에 측정 시료 10~20mg을 첨가한 후 초음파 분산기에 1분간 분산처리함으로써 샘플을 제조하였다.
또한, 80% 스팬값은 입자의 크기 분포를 규정하는 지수로서, 부피를 기준으로 10%에 해당되는 입경, 즉 입경을 측정하여 작은 입자부터 부피를 쭉 더할 경우 총부피의 10%에 해당하는 입경을 d10, 50%에 해당되는 입경을 d50, 90%에 해당되는 입경을 d90으로 정의하고, 하기 수학식 1에 의해 그 값을 구하였다.
[수학식 1]
80% 스팬값 = (d90-d10)/d50
여기서, 스팬값이 작을수록 좁은 입자 분포를 나타내고, 클수록 넓은 입자분포를 나타낸다.
또한, 형상계수(shape factor)는 무작위의 토너 입자 샘플 100개를 SEM image (x 1,500)로 측정한 다음 Image J software로 분석하여 하기 수학식 2에 의해 구하였다.
[수학식 2]
형상계수(shape factor) = 4π(면적/페리미터^2)
상기 식에서 면적(area)은 투영된 토너의 면적을 의미하고, 페리미터(perimeter) 는 투영된 토너의 둘레 길이를 의미한다. 이 값은 0~1값을 가질 수 있으며, 1에 가까울수록 구형을 의미하게 된다.
한편, 수지의 평가방법은 하기와 같다.
유리전이온도(Tg,℃)는 시차주사열량계(Netzsch사 제품)를 사용하여, 시료를 10℃/분으로 20에서 200도까지 승온시킨후, 20℃/분으로 10도까지 급냉시킨 시료를 10℃/분으로 승온시켜 측정하였다. 얻어진 흡열 곡선 부근의 베이스 라인과의 각 접선의 중앙값을 Tg로 하였다.
연화온도(Ts, ℃)는 유동 시험기 CFT-500(Shimadzu사 제품)을 사용하여 측정하였으며, 하중 10Kgf 및 온도 상승률 6℃/min의 조건하에서, 지름 1.0mm×길이 10mm인 노즐을 통해 1.5g 시료의 절반이 흘러나오는 온도를 연화온도(Ts)로 하였다.
산가(mgKOH/g)는 수지를 디클로로메탄에 용해시킨 후 냉각시켜, 0.1N KOH 메틸알콜 용액으로 적정하여 측정하였다.
상기와 같은 제조방법은 미세현탁액 제조시 토너 구성성분들을 모두 포함하여 토너 입자를 제조하기 때문에, 분산액 등에 대한 별도의 제조 공정을 생략할 수 있다. 또한, 착색제 마스터배치를 사용하여 착색제의 표면노출을 억제함으로써, 토너 입자의 대전 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 상기 실시예 및 비교예들에서 제조한 토너 입자들을 하기의 방법으로 평가하였다.
(고온 보관성)
토너 10g에 실리카(TG 810G, Cabot사 제품) 0.2g 및 실리카(RX50, Degussa사 제품) 0.05g을 혼합하여 외첨된 토너 10.25g을 제조하였다. 이후, 상기 외첨된 토너를 25ml 유리병에 넣고 50℃/80% 온도 및 습도 조건에서 72시간 방치한 후, 상기 외첨된 토너를 육안으로 확인함으로써 고온 보관성을 평가하였다. 상기 평가 결과를 각각 ○, △, ×로 나타내었는데, 이들 각각은 하기와 같은 의미를 갖는다.
○ : 토너 응집이 없고, 따라서 전혀 문제가 없음.
△ : 가벼운 응집이 존재하지만, 흔들면 곧 풀어지고 실용상 문제가 없음.
× : 강한 응집체가 존재하고 쉽게 풀어지지 않으며 실용상 문제가 있음.
(정착범위: 핫 오프셋에 대한 저항성)
토너 100g에 실리카(TG 810G;Cabot사 제품) 2g 및 실리카(RX50, Degussa사 제품) 0.5을 혼합하여 제조한 토너 코어부를 사용하여 삼성 CLP-510프린터에서 30mmㅧ40mm 솔리드(Solid)상의 미정착 화상을 모았다. 이어서, 정착온도를 임의로 변경할 수 있도록 개조된 정착테스터에서 정착롤러의 온도를 변화시켜가면서 상기 미정착 화상의 정착성을 평가하였다.
(주위환경변화에 따른 대전 안정성)
하기 세가지 환경(온도/습도)에서 각각16시간 동안 방치한 토너 0.2g과 캐리어 2g 을 150rpm의 속도로 15분간 혼합하였다. 이후, 통상 실시하는 이성분계 토너의 대전량 측정방법으로 블로우오프 대전량(Vertex사 제품)을 측정하였다.
1) 10℃/10% 2) 25℃/55% 3) 32℃/80%
상기와 같은 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1] 토너의 성능 평가
구분 고온 보관성 정착 범위(℃) 주위환경변화에 따른 대전 안정성(uC/g)
10℃/10% 25℃/55% 32℃/80%
실시예 1 170~210 -23.5 -23.4 -22.4
실시예 2 140~200 -24.8 -26.1 -25.5
비교예 1 140~190 -24.5 -25.4 -17.4
비교예 2 × 130~160 -24.1 -23.2 -16.9
표 1을 참조하면, 고온 보관성은 실시예 1~2의 경우가 비교예 1~2의 경우 보다 우수함을 알 수 있다. 또한, 정착범위는 실시예 1~2의 경우는 140~210℃이고, 비교예 1~2의 경우는 130~190℃로 나타나, 실시예 1~2의 경우가 정착범위가 더 높음을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1~2의 경우가 비교예 1~2의 경우 보다 핫 오프셋이 발생할 가능성이 낮다는 사실을 알 수 있다. 또한, 주위 환경변화에 따른 대전 안정성을 살펴보면 실시예 1~2의 경우는 주위 온도와 습도가 증가함에 따라 대전량이 -23.5~-24.8 → -23.4~-26.1 → -22.4~-25.4로 그 변화량이 적은데 반해, 비교예 1~2의 경우는 대전량이 -24.1~-24.5 → -23.2~-25.4 → -16.9~-17.4로 그 변화량이 매우 크다는 사실을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1~2의 경우가 비교예 1~2의 경우에 비해 주위 환경변화에 따른 대전 안정성이 우수하다는 사실을 알 수 있다.
이와 같이 우수한 토너의 성능 평가 결과는 본 실시예에 따라 제조된 토너가 폴리에스테르계 수지를 함유하는 코어 입자와 스틸렌-아크릴계 수지를 함유하는 쉘로 구성됨으로써, 핫 오프셋에 대한 저항성이 우수한 폴리에스테르계 수지의 장점 과 내열 보관성이 우수한 스틸렌-아크릴계 수지의 장점을 모두 취할 수 있기 때문이다.
본 발명에 의하면, 제조비용을 절감할 수 있는 토너 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 핫 오프셋(hot offset)을 방지할 수 있는 토너 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 내열 보관성을 향상시킬 수 있는 토너 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 주위 환경변화에 따른 대전 안정성을 향상시킬 수 있는 토너 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 토너가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 토너를 채용한 전자사진용 화상형성장치가 제공될 수 있다.

Claims (12)

  1. (a) 산기를 가지는 수지, 착색제, 및 적어도 하나의 첨가제를 유기용제에 혼합한 다음 상기 수지의 산기를 염기에 의해 중화시켜 혼합물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 제조된 혼합물을 분산매내에 첨가하여 미세현탁액을 형성하는 단계;
    (c) 상기 형성된 미세현탁액으로부터 유기용제를 제거하여 토너 코어부를 형성하는 단계;
    (d) 상기 토너 코어부 표면에 적어도 일종의 단량체를 시드(seed) 중합함으로써 코어-쉘 구조의 토너 복합체를 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 시드 중합하여 형성된 토너 복합체를 응집시키는 단계를 포함하는 토너의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산기를 가지는 수지가 수평균 분자량이 2,000~10,000, PDI가 2~15, THF 불용분이 1중량% 이하, 산가가 5~100mgKOH/g인 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 수지의 산가는 7~30mgKOH/g인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 착색제는 착색안료 마스터배치 형태이고, 상기 착색안료 마스터배치 중 착색안료의 함량이 전체 착색안료 마스터배치 100중량부에 대하여 10~60 중량부인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후에, 상기 응집된 토너 복합체를 융착시키는 단계와, 상기 융착된 토너 복합체를 세척 및 건조시켜 토너 입자를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 산기를 가지는 수지는 카르복실기, 인산기, 및 술폰산기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 산기를 가지는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제는 대전제어제 또는 이형제를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분산매는 극성용매, 계면 활성제, 증점제, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계의 시드 중합시 사용되는 단량체는 스티렌, 노말 부틸메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 디비닐 벤젠, 및 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계의 시드 중합시 사용되는 중합개시제는 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화벤조일, 과산화라우릴, 과황산나트륨, 과산화수소, t-부틸 하이드로퍼록사이드, 큐멘 하이드로퍼록사이드, 파라-메탄 과산화염, 및 퍼록시 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 부피평균입경이 2.0~10.0 ㎛, 80% 스팬값이 0.9이하이며, 형상계수가 0.6~1.0인 토너.
  12. 제11항에 따른 토너를 채용한 것을 특징으로 하는 전자사진용 화상형성장치.
KR1020070018502A 2007-02-23 2007-02-23 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 토너 KR100833920B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070018502A KR100833920B1 (ko) 2007-02-23 2007-02-23 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 토너
US12/528,318 US20100055599A1 (en) 2007-02-23 2008-02-20 Method of preparing toner having core-shell structure and toner prepared using the same
PCT/KR2008/000979 WO2008102976A1 (en) 2007-02-23 2008-02-20 Method of preparing toner having core-shell structure and toner prepared using the same
CN200880005720A CN101652723A (zh) 2007-02-23 2008-02-20 制备具有核-壳结构的调色剂的方法和使用该方法制备的调色剂
JP2009550796A JP5118710B2 (ja) 2007-02-23 2008-02-20 コア・シェル構造を有するトナーの製造方法及び当該方法によって製造されたトナー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070018502A KR100833920B1 (ko) 2007-02-23 2007-02-23 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 토너

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100833920B1 true KR100833920B1 (ko) 2008-05-30

Family

ID=39665727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070018502A KR100833920B1 (ko) 2007-02-23 2007-02-23 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 토너

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100055599A1 (ko)
JP (1) JP5118710B2 (ko)
KR (1) KR100833920B1 (ko)
CN (1) CN101652723A (ko)
WO (1) WO2008102976A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010120059A2 (ko) * 2009-04-17 2010-10-21 삼성정밀화학(주) 토너의 제조방법
WO2010090409A3 (ko) * 2009-02-04 2010-11-04 삼성정밀화학(주) 코어-쉘 구조를 갖는 토너 및 그 제조방법
WO2010147385A2 (ko) * 2009-06-19 2010-12-23 주식회사 엘지화학 가압정착토너 및 이의 제조 방법
WO2011074902A3 (ko) * 2009-12-16 2011-10-27 삼성정밀화학(주) 토너의 제조방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5260086B2 (ja) * 2007-03-31 2013-08-14 三洋化成工業株式会社 顔料分散マスターバッチ用樹脂
KR20120072845A (ko) * 2010-12-24 2012-07-04 삼성정밀화학 주식회사 토너의 제조방법
KR101825917B1 (ko) 2011-08-04 2018-03-22 롯데정밀화학 주식회사 토너의 제조방법
JP5982236B2 (ja) * 2012-09-18 2016-08-31 花王株式会社 電子写真用トナーの製造方法
JP5836331B2 (ja) * 2013-07-31 2015-12-24 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 液体現像剤及びその製造方法
US10216111B2 (en) * 2015-05-07 2019-02-26 Xerox Corporation Antimicrobial sulfonated polyester resin
JP6387901B2 (ja) * 2015-05-27 2018-09-12 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー
US10409185B2 (en) * 2018-02-08 2019-09-10 Xerox Corporation Toners exhibiting reduced machine ultrafine particle (UFP) emissions and related methods
CN111662405B (zh) * 2020-06-30 2021-12-14 浙江理工大学 自粘性聚合物/分散染料复合粒子的制备方法及其在涤纶热熔染色中的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960042240A (ko) * 1995-05-22 1996-12-21 미따라이 후지오 정전하상 현상용 토너
JP2000010343A (ja) 1998-04-23 2000-01-14 Canon Inc 静電荷像現像用トナ―の製造方法
KR20040095569A (ko) * 2003-05-09 2004-11-15 김도균 정전하 현상용 토너 및 그 제조방법
KR20060101176A (ko) * 2005-03-15 2006-09-22 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상용 현상제, 및, 화상형성 장치
KR20070013945A (ko) * 2005-07-27 2007-01-31 삼성전자주식회사 토너의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 토너

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG49550A1 (en) * 1994-05-31 1998-06-15 Canon Kk Toner for developing electrostatic images and image forming method
US5691095A (en) * 1994-12-09 1997-11-25 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Toner for developing electrostatic latent image and process for producing the same
JPH08211655A (ja) * 1994-12-09 1996-08-20 Dainippon Ink & Chem Inc 静電荷像現像用トナー及びその製造方法
JP3376162B2 (ja) * 1995-04-11 2003-02-10 キヤノン株式会社 静電荷像現像用トナー及びその製造方法
US5650252A (en) * 1996-06-24 1997-07-22 Xerox Corporation Toner grafting processes
JP2001092176A (ja) * 1999-09-24 2001-04-06 Dainippon Ink & Chem Inc 粉体トナーおよびその製法
US20040161687A1 (en) * 2003-02-14 2004-08-19 Chul-Hwan Kim Toner composition comprising polyester toner particles encapsulating a wax and method of producing same
JP2004109939A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷現像用トナー、その製造方法、画像形成方法、画像形成装置、および、トナーカートリッジ
JP2004170441A (ja) * 2002-11-15 2004-06-17 Ricoh Co Ltd トナー及び画像形成装置
KR20040096296A (ko) * 2003-05-07 2004-11-16 김도균 역중화를 동반한 현탁처리에 의한 정전하 현상용 토너 및그 제조방법
JP2005077602A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Dainippon Ink & Chem Inc 電子写真用トナーおよびその製造方法
JP4625386B2 (ja) * 2005-03-11 2011-02-02 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー及びその製造方法
US8343704B2 (en) * 2005-06-17 2013-01-01 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of producing toner, and toner
JP2007219003A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Ricoh Co Ltd トナー、現像剤、画像形成方法及びプロセスカートリッジ
JP4453043B2 (ja) * 2007-05-16 2010-04-21 ブラザー工業株式会社 トナーおよびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960042240A (ko) * 1995-05-22 1996-12-21 미따라이 후지오 정전하상 현상용 토너
JP2000010343A (ja) 1998-04-23 2000-01-14 Canon Inc 静電荷像現像用トナ―の製造方法
KR20040095569A (ko) * 2003-05-09 2004-11-15 김도균 정전하 현상용 토너 및 그 제조방법
KR20060101176A (ko) * 2005-03-15 2006-09-22 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상용 현상제, 및, 화상형성 장치
KR20070013945A (ko) * 2005-07-27 2007-01-31 삼성전자주식회사 토너의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 토너

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010090409A3 (ko) * 2009-02-04 2010-11-04 삼성정밀화학(주) 코어-쉘 구조를 갖는 토너 및 그 제조방법
WO2010120059A2 (ko) * 2009-04-17 2010-10-21 삼성정밀화학(주) 토너의 제조방법
WO2010120059A3 (ko) * 2009-04-17 2010-12-23 삼성정밀화학(주) 토너의 제조방법
WO2010147385A2 (ko) * 2009-06-19 2010-12-23 주식회사 엘지화학 가압정착토너 및 이의 제조 방법
WO2010147385A3 (ko) * 2009-06-19 2011-03-10 주식회사 엘지화학 가압정착토너 및 이의 제조 방법
WO2011074902A3 (ko) * 2009-12-16 2011-10-27 삼성정밀화학(주) 토너의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010519591A (ja) 2010-06-03
JP5118710B2 (ja) 2013-01-16
CN101652723A (zh) 2010-02-17
US20100055599A1 (en) 2010-03-04
WO2008102976A1 (en) 2008-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100833920B1 (ko) 코어-쉘 구조를 갖는 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 토너
KR100833919B1 (ko) 미세현탁입자를 이용한 토너의 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 토너
JP3786107B2 (ja) トナー
JP3800201B2 (ja) 非接触加熱定着用カラートナーおよび画像形成方法
JP5435372B2 (ja) 活性水素含有基を持つ樹脂を利用したトナー及びその製造方法
KR20090120316A (ko) 왁스 성질을 갖는 바인더 수지를 포함하는 토너 및 상기토너의 제조방법
US10768542B2 (en) Positively chargeable toner
JP5429887B2 (ja) コア・シェル構造を持つトナーの製造方法
JP6358228B2 (ja) 静電潜像現像用トナー
US20120301822A1 (en) Method for producing toner
KR20090104410A (ko) 유기용제에 불용성인 수지를 이용한 토너 및 그의 제조방법
JP2017151255A (ja) 正帯電性トナー
JP6601435B2 (ja) 静電潜像現像用トナー及びその製造方法
JP6414036B2 (ja) 静電潜像現像用トナー
JP6489077B2 (ja) 静電潜像現像用トナー及びその製造方法
US20120301821A1 (en) Method for producing toner
JP2014512571A (ja) 親環境トナーの製造方法
JP2013519118A (ja) トナーの製造方法
KR20220120772A (ko) 미세 현탁입자를 이용한 토너와 그 제조방법
KR20130016669A (ko) 토너 및 그 제조방법
JP5593294B2 (ja) 静電潜像現像用トナーの製造方法、及び静電潜像現像用トナー
KR20170140342A (ko) 토너용 결합제 수지, 토너 및 그의 제조 방법
KR20100089551A (ko) 코어-쉘 구조를 갖는 토너 및 그 제조방법
JP6387951B2 (ja) 静電潜像現像用トナー
JP2017125958A (ja) 静電潜像現像用トナー及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120406

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130327

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee