KR20090031016A

KR20090031016A - 토너의 제조방법

Info

Publication number: KR20090031016A
Application number: KR1020070096804A
Authority: KR
Inventors: 양우영; 김건일; 황대일; 김일혁; 박재범; 황일선; 황재광; 최대웅; 김동원; 안덕균
Original assignee: 삼성정밀화학 주식회사
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-03-25
Also published as: WO2009038404A2; CN101802720A; CN101802720B; WO2009038404A3; JP2010540984A; US20100216069A1; US8389196B2

Abstract

본 발명은 극성매질, 유기용매 및 계면활성제를 포함하는 매질을 교반하여 용매 에멀젼을 제조하는 단계; 상기 용매 에멀젼에 수지 및 착색안료를 포함하는 토너 구성 성분을 첨가하는 단계; 상기 토너 구성 성분을 포함하는 에멀젼으로부터 상기 유기용매를 제거하는 단계; 및 유기용매가 제거된 상기 에멀젼으로부터 토너 미립자를 회수하는 단계;를 포함하는 토너의 제조방법을 개시한다.

본 발명의 토너의 제조방법은, 토너 구성 성분을 유기용매에 먼저 용해한 다음 수상에 분산시키는 기존의 토너의 제조방법과 달리, 용매 에멀젼을 형성한 다음 토너 구성 성분을 투입하여 용해시켜 토너 입자를 제조하는 방법으로서, 토너 구성 성분의 투입 순서를 조절함으로써 토너 구조 제어가 용이하여 작은 부피평균입경, 좁은 크기 분포, 향상된 정착성 및 향상된 고온 보관 안정성을 가지는 토너를 제조할 수 있다. 또한, 선택적으로 착색안료를 마스터배치 형태로 사용하여 캡슐화함으로써 토너 표면 전하의 조절이 용이하다.

토너, 에멀젼

Description

토너의 제조방법{Method for preparing toner}

본 발명은 토너의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토너의 구조 제어가 용이하여 제조된 토너의 정착성과 고온 보관 안정성 향상을 동시에 확보할 수 있는 토너의 제조방법에 관한 것이다.

최근 인쇄 시장에서 고속 인쇄에 적합한 토너, 특히 부피평균입경이 작고, 좁은 크기 분포를 가지면서, 향상된 정착성과 고온 보관 안정성을 제공하는 토너에 대한 요구가 증가하고 있다.

일반적으로 토너는 바인더 수지로 작용하는 열가소성 수지에 착색제, 전하 조절제, 염료, 안료, 이형제 등을 첨가하여 제조된다. 또한, 토너에 유동성을 부여하거나, 대전제어 또는 클리닝성 등의 물성을 향상시키기 위하여 실리카나 산화티탄 등의 무기 또는 금속 미분말이 외첨제로서 토너에 첨가될 수 있다.

이러한 토너는 물리적 방법 또는 화학적 방법으로 제조될 수 있다.

물리적 방법으로는 분쇄법이 대표적이며 종래에 많이 사용되어 왔다. 분쇄법은 폴리에스테르 수지 등의 바인더 수지에 착색제 및 대전제어제 등을 용융 혼합하여 이들을 균일하게 분산시킨 토너 조성물을 얻고, 상기 토너 조성물을 분쇄 및 분급함으로써 토너를 제조하는 방법이다. 상기 분쇄법은 사용되는 수지의 종류 등이 제한되지 않는다는 장점이 있으나, 전단력에 의해 수지를 분쇄하여 입자를 제조하므로 많은 에너지를 사용하며, 입자의 입경을 축소하는데 한계가 있다. 또한, 제조된 입자의 크기가 고르지 않아 입자의 크기 분포가 넓기 때문에 인쇄되는 화상의 화질 개선을 위해 소정 범위를 벗어나는 대구경 및 소구경 입자를 별도로 분리하는 단계가 추가되어야 한다. 또한, 첨가제가 균일하게 분산되지 않는 경우에는 토너의 유동성, 현상성, 내구성, 및 화상 품질 등이 저하되는 문제점도 있다. 따라서, 고속 프린터용 토너 제조에는 적합하지 않다.

한편, 화학적 방법으로는 현탁중합법 및 유화응집법을 들 수 있다.

현탁중합법은 미국등록특허 제6177223호에 개시된 내용으로서 바인더 수지 단량체를 포함하는 토너 재료를 현탁 중합시킴으로써 토너를 제조하는 방법이다. 상기 현탁 중합법은 제조되는 입자가 구형이며, 입자의 크기를 작게 할 수 있고 많은 에너지를 사용하지 않는다는 장점이 있다. 그러나, 상기 현탁중합법은 라디칼 개시제로써 중합이 가능한 비닐계 수지로 수지의 종류가 제한된다. 또한, 현탁중합은 중합이 완전히 진행되기 어렵다. 따라서, 제조된 입자 내에 미반응 단량체 및 용매가 잔존하여 입자 표면으로 스며들게 되어 토너 입자의 물성을 저하시킬 수 있으며 많은 휘발성 유기 화합물(VOC)을 방출시키게 되는 문제가 있다.

유화응집법은 미국등록특허 제5916725호 및 제6268103호 등에 개시된 내용으로서 에멀젼 중합 반응을 통해 미세 유화 수지 입자 조성물을 제조한 다음, 상기 조성물을 별도의 분산액에서 안료 등과 함께 응집시켜 토너를 제조하는 방법이다. 상기 유화응집법은 응집 조건을 조절함으로써 토너 입자의 형태를 비구형 등의 다양한 형태로 만들 수 있는 장점은 있다. 그러나, 이 방법도 유화 중합을 수반하므로 바인더 수지로서 스티렌-아크릴 공중합체와 같은 비닐계 수지만이 사용된다는 제한이 있으며, 별도의 분산액을 제조하는 단계가 부가되어야 한다.

상기 화학적 방법들은 용액중에 중합이 수반되므로 바인더 수지로서 비닐계 수지만이 사용될 수 있다. 그러나, 고속 프린터용 토너는 폴리에스테르 수지를 사용하여 제조하는 것이 보다 바람직하다. 폴리에스테르 수지는 스티렌-아크릴 공중합체 수지에 비해 향상된 안료 분산성, 우수한 투명성, 낮은 정착 온도, 좁은 유리 전이온도 범위 등의 장점을 가지기 때문에 고속 프린터용 또는 컬러 프리터용에 적합하기 때문이다.

따라서, 폴리에스테르 수지를 사용하는 화학적 토너의 제조방법이 최근 많이 연구되었다.

예를 들어, 일본등록특허 제3640918호, 제3878537호 등은 유기용매에 토너 구성 성분을 용해시킨 다음, 계면활성제를 포함하는 수상에 분산시켜 토너 입자를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 경우, 바인더 수지 등의 선택이 자유롭고 휘발성 유기 화합물의 양이 감소한다는 장점이 있으나. 유기용매에 토너 구성 성분을 사전에 모두 첨가하여야 하므로 제조되는 토너 입자의 구조를 제어하기가 어려운 문제가 있다.

따라서, 상기 종래 기술이 가지는 문제점을 극복하고, 토너의 구조를 제어하여 작은 부피평균입경, 좁은 크기 분포, 향상된 정착성 및 향상된 고온 보관 안정성을 제공하는 토너를 용이하게 제조할 수 있는 방법이 여전히 요구된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 작은 부피평균입경, 좁은 크기 분포, 향상된 정착성 및 향상된 고온 보관 안정성을 동시에 확보할 수 있는 토너의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은,

극성매질, 유기용매 및 계면활성제를 포함하는 매질을 교반하여 용매 에멀젼을 제조하는 단계;

상기 용매 에멀젼에 수지 및 착색안료를 포함하는 토너 구성 성분을 첨가하는 단계;

상기 토너 구성 성분을 포함하는 에멀젼으로부터 상기 유기용매를 제거하는 단계; 및

유기용매가 제거된 상기 에멀젼으로부터 토너 미립자를 회수하는 단계;를 포함하는 토너의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 토너의 제조방법은, 토너 구성 성분을 유기용매에 먼저 용해한 다음 수상에 분산시키는 기존의 토너의 제조방법과 달리, 용매 에멀젼을 형성한 다음 토너 구성 성분을 투입하고 용해시켜 토너 입자를 제조하는 방법으로서, 토너 구성 성분의 투입 순서를 조절함으로써 토너 구조 제어가 용이하여 작은 부피평균입경, 좁은 크기 분포, 향상된 정착성 및 향상된 고온 보관 안정성을 가지는 토너를 제조할 수 있다. 또한, 선택적으로 착색안료를 마스터배치 형태로 사용하여 캡슐화함으로써 토너 표면 전하의 조절이 용이하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 토너의 제조방법에 관하여 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 한 구현예에 따른 토너의 제조방법은 극성매질, 유기용매 및 계면활성제를 포함하는 매질을 교반하여 용매 에멀젼을 제조하는 단계; 상기 용매 에멀젼에 수지 및 착색안료를 포함하는 토너 구성 성분을 첨가하는 단계; 상기 토너 구성 성분을 포함하는 에멀젼으로부터 상기 유기용매를 제거하는 단계; 및 유기용매가 제거된 상기 에멀젼으로부터 토너 미립자를 분리하는 단계;를 포함한다.

본 구현예에 따른 토너의 제조 방법에 관하여 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 반응기에 극성매질, 유기용매 및 계면활성제를 포함하는 매질을 투입하고 이들을 교반하여 극성매질에 유기용매가 분산된 상태인 용매 에멀젼을 제조한다. 다음으로, 상기 용매 에멀젼에 수지, 착색안료, 이형제, 전하 조절제 등을 포함하는 토너 구성 성분을 첨가한다. 이때, 상기 토너 구성 성분이 용해도 차이에 의해 분산된 유기용매내에 선택적으로 침투하여 에멀젼이 얻어진다. 이어서, 상기 토너 구성 성분을 포함하는 미립자 에멀젼을 가열하여 상기 유기용매를 제거하고, 상온으로 냉각한 후, 토너 미립자를 회수하고 세척 및 건조하여 건조된 토너 입자를 얻는 다.

본 구현예에서 상기 토너 구성 성분의 유기용매에 대한 용해도가 극성매질에 대한 용해도 보다 높은 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 토너 구성 성분이 상기 극성매질에 불용성이다. 이러한 용해도 차이에 의해 토너 구성 성분이 선택적으로 유기용매에 침투하게 된다.

상기 토너의 제조방법에서 상기 유기용매는 상기 극성매질보다 비점이 낮은 것이 바람직하다. 이로 인해, 상기 미립자 에멀젼으로부터 유기용매를 선택적으로 제거하는 것이 용이해진다.

상기 미립자 에멀젼으로부터 상기 유기용매를 제거하는 방법은 승온, 감압 또는 승온과 감압의 동시 적용 방법인 것이 바람직하나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니며 상기 미립자 에멀젼으로부터 유기용매를 선택적으로 제거할 수 있는 방법이라면 특별히 한정되지는 않는다.

보다 구체적으로, 상기 유기용매는 상기 극성매질에 비해 비점이 15℃ 이상 낮은 것이 바람직하다. 즉, 상기 유기용매와 상기 극성매질의 비점은 압력에 무관하게 15℃ 이상의 차이를 가지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 유기용매의 제거가 상압에서 승온에 의해 이루어질 경우, 승온 온도의 범위는 60 내지 95℃인 것이 바람직하다. 상기 온도가 60℃ 미만일 경우 유기용매의 휘발이 용이하지 않은 문제가 있으며, 상기 온도가 95℃를 초과할 경우 극성매질의 휘발이 너무 많아지는 문제가 있다.

상기 토너의 제조방법에 사용되는 극성매질은 물; 글리세롤; 1,3-프로필렌글 리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌글리콜 등의 글리콜류; 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 솔비톨, 폴리비닐알코올 및 그 공중합체 등의 다가 알코올류; 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니며 당해 기술분야에서 사용되는 극성매질로서 상기 유기용매와 불혼화(immiscible)한 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게는 상기 극성매질은 물이다.

상기 토너의 제조방법에 사용되는 유기용매는 미립자가 제조될 때 수지의 점도를 낮추어 입자 형성이 용이하도록 도와주는 역할을 하며, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, 메틸에틸케톤, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 디클로로메탄, 클로로포름 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니며 상기 극성매질과 불혼화성(immiscible)이며 상기 극성매질보다 비점이 낮은 것이라면 특별히 한정되지 않는다.

상기 토너의 제조방법에서 상기 토너 구성 성분은 동시에 또는 순차적으로 투입되는 것이 바람직하다. 수지 및 착색안료 등의 구성 성분들을 실시자의 의도에 따라 순서를 바꾸어 순차적으로 투입하거나 동시에 투입할 수 있다. 이러한 토너 구성 성분의 투입 순서에 따라 제조되는 토너의 구조가 달라지므로 필요에 따라 토너의 구조를 제어하는 것이 용이하다.

예를 들어, 일반적으로 극성 작용기를 가지는 착색안료가 토너 표면 주위에 주로 존재하게 되면 토너의 대전 속도 및 대전량을 감소시키는 문제를 초래한다. 그러나, 본원 발명의 토너의 제조방법에서는 토너 구성 성분의 투입 순서를 착색안료 및 수지의 순서로 설정함에 의하여 착색안료가 토너 내부에 주로 존재하도록 토너 구조를 변경할 수 있다.

상기 토너 구성 성분이 용매 에멀젼에 투입되는 성상은 특별히 한정되지 않으며 예를 들어 미세한 수지 분말 형태로 분쇄되어 투입되는 것도 가능하며, 이들이 보조 용매에 용해된 상태로 투입되는 것도 가능하다.

상기 토너 구성 성분이 용해된(dissolved) 상태로 투입될 경우에 상기 용해에 사용되는 보조 용매는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, 메틸에틸케톤, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 디클로로메탄 또는 클로로포름 등이 바람직하다.

상기 토너의 제조방법에 사용되는 수지는 폴리에스테르 수지, 스티렌계 공중합체 수지, 에폭시계 수지 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하나, 반드시 이들로 한정하는 것이 아니며 당해 기술분야에서 사용되는 수지라면 특별히 한정되지 않는다.

상기 토너의 제조방법에 사용되는 수지는 수분산성 작용기를 포함할 수 있다. 이러한 수분산성 작용기는 수산화기, 메르캅토기, 카르복실기, 인산기, 술폰산기 및 황산기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 작용기의 금속염 형태를 포함하며, 예를 들면 소듐 술포네이트, 소듐 카르복실레이트 등이다.

바람직하게는 본 발명에 사용되는 폴리에스테르 수지는 6,000 내지 100,000의 중량평균분자량을 가지며, PDI(Polydispersity Index)인 Mw/Mn 값이 2 내지 15 이며, 수지의 Mz/Mw가 3 내지 20이며, 산가가 약 2 내지 20이며, 디카르복실산 잔기를 기준으로 디카르복실산 잔기 총량에 대하여 소듐설포네이트 음이온기를 포함하는 디카르복실산 잔기의 함량이 약 0.05 내지 0.5몰%이며, THF(tetrahydrofuran) 용매에 대한 불용분 함량이 40 내지 0.01중량%인 폴리에스테르 수지가 바람직하며, 20 내지 0.01중량%가 더욱 바람직하며, 10 내지 0.01중량%가 더욱 더 바람직하다.

상기 토너의 제조방법에 사용되는 착색안료는 시안 안료, 마젠타 안료, 옐로우 안료, 블랙 안료, 백색 안료 또는 이들의 혼합물 등을 색상, 채도, 명도, 내후성, 투명도, 토너 수지와의 친화성 등을 고려하여 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

상기 착색안료의 종류로는 하기를 예로 들 수 있다. 즉, 블랙 안료는 SB4, SB7, 또는 SB9 등의 블랙을 사용하거나, 산화 티탄 또는 카본블랙 등이 사용될 수 있다. 시안 안료는 구리 프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라킨 화합물, 또는 염기 염료 레이트 화합물 등이 사용될 수 있다. 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 레이트 화합물, 나프톨 화합물, 벤조 이미다졸 화합물, 티오인디고 화합물, 또는 페릴렌 화합물 등이 사용될 수 있다. 구체적으로, C.I. 안료 레드 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 또는 254 등이 사용될 수 있다. 옐로우 안료는 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 안트라킨화합물, 아조 금속 착체, 또는 알릴 이미드 화합물 등이 사용될 수 있다. 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. 이들의 선택 기준은 칼라 좌표와 색의 농도 등을 고려하여 적절히 선택한다.

착색안료는 과량 함류될 경우 수지 조성물의 탄성이 강하게 되어 미립자 형성이 어렵거나 입도의 분포가 넓어질 수 있고, 소량 함유될 경우에는 토너의 착색도가 낮아서 인쇄시 색감 표현이 불충분한 문제점이 있을 수 있다. 바람직하게는 상기 착색안료의 함량은 토너 총 중량에 대하여 2 내지 15중량%, 보다 바람직하게는 4 내지 12중량%이다.

상기 토너의 제조방법에서 상기 착색안료는 그 자체로서 사용될 수도 있지만 착색안료가 수지내에 분산된 착색안료 마스터 배치 형태로서 사용되는 것이 바람직하다. 이와 같이 마스터 배치 형태로서 사용함으로써, 착색제의 표면노출을 억제하여 토너 입자의 대전 성능을 향상시킬 수 있다.

안료 마스터 배치는 고농도의 안료가 고르게 분산된 수지 조성물을 의미하는 것으로, 상기 마스터 배치는 고온 고압하에서 착색안료 및 수지를 혼련하거나, 수지를 용제에 용해하고 상기 형성된 용액에 착색안료를 첨가한 후 높은 전단력을 가해 착색안료를 분산시키는 방법에 의해 제조된다. 후자의 방법인 경우에는 용제를 토너 사용전에 모두 제거하여야 한다. 마스터 배치는 단순 혼합에 비하여 안료의 분산이 고르게 된다. 특이할 점은 마스터 배치가 매질에 분산시에 매우 작은 크기로 분쇄되기는 하지만 마스터 배치에 사용되는 수지는 용매에 완전히 녹지 않는다는 점이다. 즉, 마스터 배치 입자의 크기가 작아져도 본 공정에 적용할 경우에 착 색안료 입자의 표면이 수지로 감싸여 있는 구조를 유지할 수 있다.

일반적으로, 안료에 다량 존재하는 극성 그룹이 토너 입자 표면에 나타날 경우, 토너 내에 축척되는 전하를 오히려 방전하는 기능을 갖게 되고 결과적으로 토너의 대전 속도 및 대전량을 감소시키는 결과를 초래한다. 그러나, 착색안료 마스터 배치를 사용하는 토너의 경우 고농도의 안료가 폴리에스테르 수지내에 고르게 분산되게 되므로 토너 표면에서 안료의 직접적인 노출을 막을 수 있다. 즉, 안료 입자가 폴리에스테르 수지에 의해 캡슐화된 효과를 가지게 되어 토너의 전하 조절에 매우 유리하다.

본 발명에서 사용되는 착색안료 마스터 배치 중 안료의 함량은 10 내지 60 중량%가 바람직하고, 20 내지 40중량%가 더욱 바람직하다.

본 발명에서 상기 토너 구성 성분은 이형제, 전하 조절제 및 외첨제 등의 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다.

상기 이형제는 토너 화상의 정착성을 향상시킬 수 있는 첨가제로서, 에스테르 왁스, 카르나우바 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 비즈 왁스, 파라핀 왁스 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 이형제의 함량이 지나치게 낮을 경우 오일을 사용하지 않고 토너 입자를 정착시키기 어렵고, 이형제의 함량이 지나치게 높을 경우 장기 보관시 토너의 뭉침 현상이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.

상기 토너에 포함되는 이형제의 함량은 0.1 내지 30 중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량%이다.

상기 전하 조절제는 최종 토너에 부여하고자 하는 전하에 따라 적절하게 선택되어 사용될 수 있으며, 양전하 조절제, 음전하 조절제 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.

양전하 조절제로는 화학 구조상 크게 아진 계열(azine type) 및 4급 암모늄염(quaternary ammonium salt) 계열로 분류된다. 아진 계열의 양전하 조절제는 그 색깔이 주로 검정색이기 때문에 검정색 토너 제조시에만 사용할 수 있고, 4급 암모늄염을 사용할 경우에는 흰색의 분말 형태이기 때문에 토너 컬러에 제약이 없다. 음전하 조절제는 화학 구조상 크게 tert-부틸 살리실산 금속염 계열의 흰색 전하 조절제와 아조계의 검은색 전하 조절제가 많이 사용된다. tert-부틸 살리실산 금속염 내의 중심 금속으로는 크롬, 알루미늄, 아연, 칼슘, 보론, 아세틸 보론 등이 사용되며, 아조계의 경우에는 금속으로써 크롬, 철 등이 주로 사용된다. 상기 금속염은 토너에 포함될 경우 대전 속도, 대전량 등을 조절할 수 있다.

본 발명에서 상기 전하 조절제의 함량이 낮을 경우 토너의 대전 속도가 느려지고 대전량이 작은 문제가 있을 수 있고, 함량이 과량일 경우 지나치게 전하가 많아지게 되어 화상에 왜곡이 생기는 문제점이 있을 수 있으므로, 상기 전하 조절제의 함량은 토너 총 중량에 대하여 0.1 내지 8중량%가 바람직하고, 0.3 내지 5중량%가 더욱 바람직하다.

본 구현예에 따른 토너의 제조방법에서 상기 토너 구성 성분이 수지 및 착색안료 외에 이형제, 전하 조절제 및 외첨제 등을 추가적으로 포함할 경우에, 상기 토너 구성 성분은 수지 및 이형제의 순서로 용매 에멀젼에 투입되거나 이형제 및 수지의 순서로 용매 에멀젼에 투입될 수 있다. 또한, 상기 착색안료 및 전하 조절제는 상기 용매 에멀젼에 수지와 함께 또는 수지 투입 후 순차적으로 투입될 수 있다.

본 구현예에서 상기 극성매질, 유기용매 및 계면활성제를 포함하는 매질이 증점제를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.

상기 증점제는 극성매질에 용해되는 것으로, 극성매질 100중량부에 대해 0.01 내지 5중량부의 양으로 첨가되는 것이 바람직하며, 상기 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부의 양으로 첨가되는 것이 더욱 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 증점제는 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피롤리돈의 음이온공중합체, 폴리비닐피롤리돈의 양이온공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐알코올의 공중합체, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산의 공중합체, 젤라틴, 키토산, 알긴산나트륨, 알긴산, 한천 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하다.

본 발명에서 상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 계면활성제로서 HLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance)값이 10이상인 것이라면 특별히 한정되지 않는다.

보다 구체적으로, 상기 계면활성제는 소듐스테로일락틸레이트, 폴리에틸렌글리콜코카민, 폴리에틸렌글리콜솔비탄 헥산올레이트, 폴리에틸렌글리콜 디라우레이트, 스테아민 아세테이트, 탈로아민 아세테이트, 글리세릴 스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜 라놀레이트, 폴리에틸렌글리콜 팔미테이트, 폴리프로필렌글리콜 디라우레 이트, 스테아민 아세테이트, 탈로아민 아세테이트, 글리세릴 스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜 라놀레이트, 폴리에틸렌글리콜 팔미테이트, 폴리에틸렌글리콜 히드록시에틸코카민, 폴리에틸렌글리콜 글리세릴 라우레이트, 폴리에틸렌글리콜 스테라레이트, 트릴에틸아민올레이트, 폴리에틸렌글리콜 탈로아민, 수크로즈 라우레이트, 소듐도데실 설페이트, 포타슘도데실 설페이트, 알킬암모늄클로라이드, 알킬암모늄브로마이드, 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하다.

또한, 상기 토너 구성 성분은 고급지방산이나 지방산아미드, 또는 그 금속염 등을 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한, 고급지방산, 지방산아미드, 또는 그 금속염은 각종 현상 특성의 열화를 방지하여 고품질의 화상을 얻기 위하여 적절히 사용될 수 있다.

상기 토너 구성 성분에는 매우 작은 유기 또는 무기 입자인 유동화제 등의 외첨제를 토너 입자 표면에 코팅하여 첨가할 수 있다.

외첨제는 토너로 사용될 입자들의 유동성을 향상시키는 역할을 하거나, 대전량 및 대전속도와 같은 대전 특성을 조절하는 것으로, 미세하게 분급된 소수성 실리카 입자; 친수성 실리카 입자; 스트론튬, 칼슘 등의 전도성 물질이 표면에 코팅된 실리카 입자; 반도체인 인듐틴옥사이드, 안티몬틴옥사이드 등이 표면에 코팅된 실리카 입자; 티타늄옥사이드 입자; 스트론튬, 칼슘 등의 전도성 물질이 표면에 코팅된 티타늄옥사이드 입자; 반도체인 인듐틴옥사이드, 안티몬틴옥사이드 등이 표면에 코팅된 티타늄옥사이드 입자; 아연스테아레이트 입자; 마그네슘스테아레이트 입자; 알루미나 입자; 폴리메틸메타크릴레이트 입자; 폴리스티렌 입자; 실리콘 입자; 등이 사용될 수 있다.

본 구현예에 따른 토너의 제조방법에서 얻어지는 상기 분리된 토너 미립자는 부피평균입경이 2.0 내지 8.0㎛이며, 80%스팬 값이 0.88이하인 것이 바람직하며, 0.80 이하인 것이 더욱 바람직하다.

상기 80% 스팬값이 0.9를 초과할 경우 토너 입경의 불균일성이 대전 특성 불량이나 기기 내의 오염 등을 유발하게 되어 사용이 어렵고 이를 사용하기 위하여는 일정 범위를 벗어나는 크기를 가지는 토너를 분리하는 분급이라는 추가 공정을 거쳐야 한다.

또한, 상기 분리된 미립자의 구형화도가 0.95 내지 0.99 범위인 것이 바람직하다.

본 구현예의 방법으로 제조된 토너가 캐리어(carrier)(고형 운반체 입자)를 추가적으로 포함하는 것도 가능하다. 상기 캐리어는 자성체가 절연물질로 피복되어 있는 구조로서, 보다 구체적으로 절연물질로 피복된 페라이트, 절연물질로 피복된 마그네타이트, 절연 물질로 피복된 철분말 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하다.

본 구현예에 따른 토너의 제조방법에서 사용되는 계면활성제, 극성매질, 유기용매, 보조용매 및/또는 증점제의 종류에 따라 물리적으로 동일한 전단력을 가하는 경우에도 비구형인 다양한 형상을 가지는 토너를 제조할 수 있으며, 유기용매를 제거하는 온도를 변경함에 의해서도 다양한 형상을 가지는 토너를 제조할 수 있다. 예를 들어, 보조 용매를 첨가하는 등의 방법으로 용매의 조성을 변화시켜 비구형 토너 입자를 제조할 수 있다. 비구형 토너 입자는 소제(cleaning) 단계에서 기기 오작동 문제를 쉽게 해결할 수 있는 장점이 있다.

이하, 바람직한 실시예들을 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.

하기 실시예 및 제조예들에서 사용되는 용어 및 수득된 수지, 토너 입자 등의 각종 물성은 별도로 정의되지 않을 경우에 아래의 방법으로 측정된다.

부피평균입경 측정

부피평균입경은 쿨터 LS 입자크기분석기(Coulter Electronics Co., Ltd., 플로리다주 세이트 피터스버그 소재)로 측정하였다. 상기 쿨터 멀티사이저에 있어서 애퍼처(aperture)는 100㎛을 이용하였고, 전해액인 ISOTON-II(Beckman Coulter사) 50~100ml에 계면활성제를 적정량 첨가하고, 여기에 측정 시료 10~15mg을 첨가한 후 초음파 분산기에 1분간 분산처리함으로써 시료를 제조하였다.

부피평균입경(L)

Powder Technology Handbook(K. Gotoh et al., 2^nd Edition, Marcell Dekker Publications, 1997)의 페이지 3 내지 13에 정의된 용어이다.

80% 스팬값 측정

80% 스팬값은 입자의 크기 분포를 규정하는 지수로서, 부피를 기준으로 10%에 해당되는 입경, 즉 입경을 측정하여 작은 입자부터 부피를 누적할 경우 총부피 의 10%에 해당하는 입경을 d10, 50%에 해당되는 입경을 d50, 90%에 해당되는 입경을 d90으로 정의하고, 입자 크기 분포도에서 상기 값들을 구하고 하기 수학식 1에 의해 그 값을 구하였다.

[수학식 1]

80% 스팬값 = (d90-d10)/d50

여기서, 80% 스팬값이 작을수록 좁은 입자 분포를 나타내고, 클수록 넓은 입자분포를 나타낸다

원형도(circularity)측정

FPIA-3000(Sysmex사 제품, 일본 소재)을 이용하여 측정하였다. FPIA-3000을 이용한 원형도 측정에 있어서 측정 시료의 제조는 증류수 50~100ml에 계면활성제를 적정량 첨가하고, 여기에 토너 입자 10~20mg을 첨가한 후 초음파 분산기에서 1분간 분산처리함으로써 이루어졌다.

원형도는 하기 수학식 2에 의해 FPIA-3000에서 자동으로 구해진다.

[수학식 2]

원형도(circularity) =

상기 식에서 면적(area)은 투영된 토너의 면적을 의미하고, 페리미터(perimeter)는 투영된 토너의 면적과 동일한 면적을 가지는 원의 둘레 길이를 의미한다. 이 값은 0~1값을 가질 수 있으며, 1에 가까울수록 구형을 의미하게 된다.

유리전이온도(Tg, ℃)측정

시차주사열량계(Netzsch사 제품)를 사용하여, 시료를 10℃/분의 가열 속도로 20℃에서 200℃까지 승온시킨후, 20℃/분의 냉각 속도로 10℃까지 급냉시킨 다음, 다시 10℃/분의 가열 속도로 승온시켜 측정하였다. 얻어진 흡열 곡선 부근의 베이스 라인과의 각 접선의 중앙값을 Tg로 하였다.

산가 측정

산가(mgKOH/g)는 수지를 디클로로메탄에 용해시킨 후 냉각시켜, 0.1N KOH 메틸알콜 용액으로 적정하여 측정하였다.

대전량 측정

대전량은 블로우오프 분체 대전량 측정장치로서 Vertex Charge Analyzer 150 (Vertex Image Products, 펜실베니아 유콘 소재)를 사용하여 측정하였다.

블로우오프법에서는, 양단에 망을 친 원통용기 속에 분체와 캐리어의 혼합체를 넣고 일단에서부터 고압가스를 불어넣어 분체와 캐리어를 분리하여, 망의 눈으로부터 분체만 블로우오프(불어날리기)한다. 이때, 분체가 용기 외부로 가지고 간 대전량과 등량이며 반대의 극성을 갖는 대전량이 캐리어에 남는다. 또한, 이 전하에 의한 전속(電束) 전부가 패러데이 케이지에 의해 컨덴서에 모여 그 분량만큼 컨덴서가 충전된다. 컨덴서 양단의 전위를 측정함으로써 분체의 전하량(Q)를 하기식에 의해 구한다.

[수학식 3]

Q=CV

여기서, C는 컨덴서 용량이고, V는 컨덴서 양단의 전압이며, Q는 분체의 전하량이다.

대전 속도는 캐리어와 토너입자를 혼합하면서 두 물질 사이에 발생하는 전하량을 혼합에 소요된 시간으로 나누어줌으로써 측정된다. 초기 대전속도는 전하량이 토너위에 형성되는 속도를 의미하는데, 본원 발명에서의 초기대전속도는 캐리어와 토너의 혼합 시간이 1분을 경과한 후 측정한 전하량으로 계산하였다.

(수분산성 작용기를 가지는 폴리에스테르 수지의 합성)

제조예 1: 폴리에스테르 수지(1)의 합성

교반기, 온도계, 콘덴서 및 질소 주입구가 설치된 3L 반응기를 오일조 내에 설치하였다. 상기 반응기에 디메틸 테레프탈레이트 0.5몰, 디메틸 이소프탈레이트 0.495몰, 디메틸 5-술포이소프탈레이트나트륨염 0.005몰, 1,2-프로필렌 글리콜 2.3몰 및 트리멜리틱산 0.02몰을 각각 투입하였다. 이어서, 중합 촉매로서 테트라부틸타이타네이트를 단량체 총 중량에 대하여 500ppm의 양으로 투입하였다. 이어서, 반응기의 교반 속도를 100rpm으로 유지하면서 온도를 150℃까지 증가시켰다. 이후, 약 5시간 동안 반응을 진행시켰다. 상기 에스테르 반응의 부산물인 메탄올이 더 이상 콘덴서 에서 얻어지지 않으면, 반응 온도를 다시 220℃까지 증가시키고 반응기의 압력을 0.1torr로 감압하여 15시간 동안 추가적으로 반응시켰다.

반응 완료 후 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 폴리에스테르 수지(1)의 유리전이온도(Tg)를 측정한 결과, 상기 전이온도는 65℃였다. 이를 테트라하이드로퓨 란(THF)에 용해한 결과, 불용성인 겔 성분이 폴리에스테르 총중량에 대하여 8중량% 였다. 산가를 측정한 결과 5mgKOH/g이었다. 또한, 폴리스티렌(Polystyrene) 기준 시료를 사용하여 GPC(gel permeation chromatography)에 의해 측정한 폴리에스테르 수지(1)의 수평균분자량은 4500이었고, PDI(Polydispersity Index)는 3.5이었고, z-평균 분자량은 120,000이었고, 제조된 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 잔기를 기준으로 디카르복실산 잔기 총량에 대하여 소듐설포네이트 음이온기를 포함하는 디카르복실산 잔기의 함량이 0.3몰% 이었다.

(착색안료 마스터 배치 제조)

제조예 2: 시안 안료 마스터 배치(1) 제조

제조예 1에서 합성한 폴리에스테르 수지(1)와 블루 안료(C.I. 피그먼트 블루 15:3, 색지수(CI) no. 74160, 일본잉크사(DIC) 제품)를 중량 기준으로 6:4로 혼합한 후, 에틸아세테이트를 상기 수지 100중량부에 50중량부의 비율로 첨가하고 약 60℃로 승온시킨 다음 반죽기로 교반하면서 혼합시켰다. 이어서, 상기 혼합물을 진공 장치가 연결된 이축압출기를 이용하여 50rpm의 속도로 혼합하면서, 진공장치를 이용하여 용매인 에틸아세테이트를 제거함으로써, 시안 안료 마스터 배치(1)을 얻었다.

(실질적으로 구형인 토너 입자의 제조)

실시예 1 : 시안 토너의 제조

콘덴서, 온도계 및 임펠러형 교반기를 장착한 가압 가능한 1L 반응기에 증류수 400g, 폴리비닐알코올 10g(P-24; DC Chemical Co. 제품, 한국 서울 소재), 중성계면활성제 7g(tween 20, Aldrich Chemical Company 제품, 위스콘신주 밀워키 소재), 및 음이온성 계면활성제인 소듐도데실설페이트 4.2g(Junsei Chemical Company 제품, 일본 동경 소재)을 넣고, 70℃의 온도에서 500rpm의 속도로 교반하여 고형분을 완전히 용해시켰다. 상기 수용액에 메틸에틸케톤 100g(Aldrich Chemical Company 제품, 위스콘신주 밀워키 소재)을 혼합하여 유백색의 용매에멀젼을 얻었다.

다음에, 상기 반응기에 제조예 1에서 합성한 폴리에스테르 수지(1) 85g, 카르나우바 왁스(SX-70; max Chemical 제품, 한국 대전 소재) 5g, 제조예 2에서 제조한 시안 안료 마스터 배치(1) 15g 및 전하 조절제 2g(N-23; HB Dinglong사 제품, 중국 Hubei 소재)을 순차적으로 투입하였다. 이때, 상기 폴리에스테르 수지는 약 1mm의 크기로 분쇄하여 사용하였다.

상기 내용물을 환류 상태에서 72℃로 가열하여 3시간 동안 1000rpm으로 교반시켜 에멀젼을 얻었다. 교반 후, 반응기 바닥에 존재한 수지가 완전히 용해되어 안정한 에멀젼이 얻어진 것을 확인하였다.

이어서, 상기 에멀젼의 교반 속도를 300rpm으로 감속하고 반응기내의 온도를 90℃로 가열하면서 100mmHg의 부분 감압 상태에서 유기용매인 메틸에틸케톤을 제거하였다.

4시간 경과 후, 제거된 메틸에틸케톤의 양을 확인하여, 첨가된 메틸에틸케톤 이 모두 제거된 것을 확인한 후, 상기 에멀젼을 25℃로 냉각시켰다.

이어서, 통상의 여과 장치를 사용하여 에멀젼으로부터 토너 입자를 분리시켰다. 필터 케이크를 증류수에 재분산하고 증류수에서 4회 재여과하여 필터케이크에 포함되어 있던 계면활성제와 증점제를 모두 제거하는 세척 공정을 반복하였다.

재여과된 토너 입자를 40℃의 진공 오븐에서 1일 동안 건조시켜 건조된 토너 입자를 얻었다.

얻어진 토너 입자를 분석한 결과, 폴리에스테르 수지 87.9중량%, 착색안료 5.6중량%, 카르나우바 왁스 4.6중량% 및 전하 조절제 1.9중량%를 포함하는 것으로 나타났다.

실시예 2 : 시안 토너의 제조

카르나우바 왁스, 폴리에스테르 수지(1), 시안 안료 마스터 배치(1) 및 전하 조절제의 순서로 투입 순서를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.

얻어진 토너 입자를 분석한 결과, 폴리에스테르 수지 87.9중량%, 착색안료 5.6중량%, 카나우바 왁스 4.6중량% 및 전하 조절제 1.9중량%를 포함하는 것으로 나타났다.

실시예 3 : 시안 토너의 제조

제조예 2에서 제조한 시안 안료 마스터 배치(1) 15g 대신에 블루 안료(C.I. 피그먼트 블루 15:3, 색지수(CI) no. 74160, 일본잉크사(DIC) 제품) 6g을 사용하고, 제조예 1에서 합성한 폴리에스테르 수지(1) 85g 대신에 마스터 배치의 폴리에스테르 수지량을 고려하여 폴리에스테르 수지(1) 94g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.

(실질적으로 비구형인 토너 입자의 제조)

실시예 4 : 시안 토너의 제조

증류수 400g 대신에 증류수 360g 과 1,3-부틸렌 글리콜 40g의 혼합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 시안 토너를 제조하였다.

상기 토너를 주사 전자 현미경으로 관찰한 결과 입자 모양은 약간 늘어진 모양이었다.

비교예 1 : 시안 토너의 제조

콘덴서, 온도계 및 임펠러형 교반기를 장착한 가압가능한 1L 반응기 1에 증류수 400g, 폴리비닐알코올 10g(P-24; DC Chemical Co. 제품, 한국 서울 소재), 중성계면활성제 7g(tween 20, Aldrich Chemical Company 제품, 위스콘신주 밀워키 소재), 및 음이온성 계면활성제인 소듐도데실설페이트 4.2g(Junsei Chemical Company 제품, 일본 동경 소재)을 넣고, 70℃의 온도에서 500rpm의 속도로 교반하여 고형분을 완전히 용해시켰다.

반응기 2에 메틸에틸케톤 300g(Aldrich Chemical Company 제품, 위스콘신주 밀워키 소재)을 투입하고, 카르나우바 왁스(SX-70; max Chemical 제품, 한국 대전 소재) 5g, 제조예 1에서 합성한 폴리에스테르 수지(1) 94g, 블루 안료(C.I. 피그먼트 블루 15:3, 색지수(CI) no. 74160, 일본잉크사(DIC) 제품) 6g, 전하 조절제 2g(N-23; HB Dinglong사 제품, 중국 Hubei 소재)을 모두 투입하여 약 65℃ 로 가열하여 투입한 내용물을 용해 및 분산하였다. 이때, 상기 폴리에스테르 수지는 약 1mm의 크기로 분쇄하여 사용하였다.

반응기 2의 내용물을 반응기 1에 200rpm의 속도로 교반하면서 투입한 다음, 교반 속도를 증가시켜 1000rpm으로 교반하면서 혼합물을 형성하였다. 이어서, 환류 상태에서 상기 혼합물을 72℃로 가열하여 3시간 동안 교반시켜 에멀젼을 얻었다. 교반 후, 반응기 바닥에 존재한 수지가 완전히 용해되어 안정한 에멀젼이 얻어진 것을 확인하였다.

이어서, 상기 에멀젼의 교반 속도를 300rpm으로 감속하고 반응기내의 온도를 90℃로 가열하면서 100mmHg의 부분감압 상태에서 유기용매인 메틸에틸케톤을 제거하였다.

4시간 경과 후, 제거된 메틸에틸케톤의 양을 확인하여, 첨가된 메틸에틸케톤이 모두 제거된 것을 확인한 후, 상기 에멀젼을 25℃로 냉각시켰다.

이하, 상기 실시예들 및 비교예에서 제조한 토너 입자들의 물성을 상기 방법으로 평가하였다.

토너 입자의 부피평균입경, 80% 스팬값 및 원형도 측정

상기 실시예 1~4 및 비교예 1에서 각각 제조된 시안 토너 입자의 부피평균입경, 80% 스팬값 및 원형도를 평가하여, 그 결과를, 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

사용된 토너	부피평균입경	80% 스팬값	원형도
실시예 1	6.7㎛	0.55	0.982
실시예 2	7.1㎛	0.65	0.987
실시예 3	7.4㎛	0.69	0.985
실시예 4	6.9㎛	0.63	0.975
비교예 1	8.2㎛	0.89	0.990

상기 표 1에 보여지는 바와 같이, 본원발명의 실시예 1~4에 따른 토너 입자는 비교예 1의 토너 입자에 비해 작은 부피평균입경 및 좁은 크기 분포를 가짐을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 1에 사용되는 메틸에틸케톤의 양(100g)과 비교예 1에서 사용되는 메틸에틸케톤의 양(300g)의 비교에서 알 수 있는 바와 같이 본 구현예에 따른 토너의 제조방법은 종래 기술에 비해 유기용매의 사용량을 현저히 줄일 수 있다.

또한, 상기 실시예 4에서 보여지는 바와 같이 용매의 조성(즉, 보조 용매의 첨가)을 변화시켜 실질적으로 비구형인 토너 입자를 쉽게 제조할 수 있다.

외첨 후 토너 입자의 대전량 측정

상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에서 각각 제조된 시안 토너 입자 100중량부에 실리카(TG 810G, Cabot 사) 1중량부를 롤 밀에서 15분 동안 혼합하여 외첨제를 포함하는 토너 입자를 제조하였다. 이렇게 수득한 외첨제 포함 토너에 대하여 블로우오프법으로 대전량을 측정하였다.

측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

사용된 토너	초기 대전 속도	대전량
실시예 1	-15μC/min	-29μC/gram
실시예 2	-19μC/min	-31μC/gram
실시예 3	-13μC/min	-26μC/gram
비교예 1	-8.2μC/min	-10μC/gram

상기 표 2에서 보여지는 바와 같이 마스터 배치를 사용한 실시예 1 및 2의 경우에는 마스터 배치를 사용하지 않은 실시예 3 및 비교예 1의 경우에 비하여 대전 속도 및 대전량 감소가 상대적으로 억제되었다. 따라서, 마스터 배치의 사용으로 표면 전하의 조절이 용이함을 알 수 있다.

또한, 마스터 배치의 사용은 상기 결과에서 보여주는 바와 같이 착색안료가 토너 외부로 빠져나오는 것을 방지한다. 그 결과, 토너 제조 시에 착색안료 분리를 위한 추가 공정을 생략할 수 있다.

고온 보관 안정성 평가

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 토너 입자 9.75g, 실리카(TG 810G; Cabot사 제품) 0.2g, 및 실리카(RX50; Degussa사 제품) 0.05g을 25ml 유리병에 넣고 50℃/80% 수분 조건에서 72시간 방치한 후, 이를 육안으로 관찰함으로써 고온 보관 안정성을 평가하였다. 상기 평가 결과를 각각 ◎, ○, △, ×로 표시하여 하기 표 3에 나타내었는데, 이들 각각은 하기와 같은 의미를 갖는다.

◎ : 응집토너가 없고, 따라서 전혀 문제가 없음.

○ : 가벼운 응집이 존재하지만, 흔들면 곧 풀어지고 실용상 문제가 없음

△ : 가벼운 응집이 존재하지만, 흔들면 쉽게 풀어지지 않으며 실용상 일부 문제가 있음

× : 강한 응집체가 존재하고 쉽게 풀어지지 않으며 실용상 문제가 있음

정착 온도 범위 평가

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 토너 입자 9.75g, 실리카(TG 810G; Cabot사 제품) 0.2g, 및 실리카(RX50; Degussa사 제품) 0.05g을 혼합하여 제조한 토너 조성물을 사용하여 삼성 CLP-510프린터에서 30mm x 40mm 솔리드(Solid)상의 미정착 화상을 모았다. 이어서, 정착온도를 임의로 변경할 수 있도록 개조된 정착 시험기에서 정착롤러의 온도를 변화시켜가면서 상기 미정착 화상의 정착성을 평가하였다. 넓은 정착 온도 범위는 우수한 정착성을 의미한다. 평가 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

[표 3]

사용된 토너	고온 보관 안정성	정착 온도 범위(℃)
실시예 1	○	150 ~ 210
실시예 2	◎	150 ~ 210
실시예 3	◎	150 ~ 210
비교예 1	×	150 ~ 190

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본원발명의 실시예 1 내지 3은 비교예 1에 비해 향상된 정착성 및 향상된 고온 보관 안정성을 보여주었다.

정착성의 경우에는 실시예 1 내지 3 모두 비교예 1에 비해 고온 정착 온도(hot offset temperature)가 20℃ 정도 향상되어 정착 온도 범위가 확대되었다. 따라서, 고온인 정착 롤러와의 접촉 시간이 길어지는 경우에도 실시예 1 내지 3의 토너가 정착 롤러에 들러붙어 오염을 발생시킬 가능성이 비교예 1의 토너에 비해 낮다.

고온 보관 안정성의 경우에는 왁스가 토너 내부에 주로 분포하는 실시예 2 및 3의 토너의 고온 보관 안정성이 가장 우수하였고, 왁스의 분포가 불규칙한 비교예 1의 토너의 고온 보관 안정성이 가장 열악하였다.

결과적으로, 본원발명의 토너의 제조방법은 종래 기술에 비해 작은 부피평균입경, 좁은 크기 분포, 향상된 정착성 및 향상된 고온 보관 안정성을 가지는 토너를 제조할 수 있다. 또한, 선택적으로 착색안료를 마스터배치 형태로 사용하여 캡슐화함으로써 토너 표면 전하의 조절이 용이하다.

Claims

극성매질, 유기용매 및 계면활성제를 포함하는 매질을 교반하여 용매 에멀젼을 제조하는 단계;

상기 용매 에멀젼에 수지 및 착색안료를 포함하는 토너 구성 성분을 첨가하는 단계;

상기 토너 구성 성분을 포함하는 에멀젼으로부터 상기 유기용매를 제거하는 단계; 및

유기용매가 제거된 상기 에멀젼으로부터 토너 미립자를 회수하는 단계;를 포함하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 극성매질이 상기 토너 구성 성분에 대하여 불용성인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 극성매질이 물; 글리세롤; 1,3-프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌글리콜 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 솔비톨, 폴리비닐알코올, 폴리비닐알코올 공중합체; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 극성매질이 물인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 유기용매가 상기 극성매질과 혼화(miscible)하지 않으며, 비점이 더 낮은 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 유기용매가 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, 메틸에틸케톤, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 디클로로메탄, 클로로포름 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 토너 구성 성분이 동시에 또는 순차적으로 투입되는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수지가 폴리에스테르 수지, 스티렌계 공중합체 수지, 에폭시계 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수지가 수분산성 작용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 수분산성 작용기가 수산화기, 메르캅토기, 카르복실기, 인산기, 술폰산기 및 황산기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 작용기의 금속염 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 착색안료가 수지내에 착색안료가 분산된 마스터배치 형태로 첨가되는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 상기 착색안료가 마스터배치 총 중량에 대하여 10 내지 60중량%의 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 토너 구성 성분이 이형제, 전하 조절제 및 외첨제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 13 항에 있어서, 상기 토너 구성 성분이 수지 및 이형제의 순서로 투입되는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 13 항에 있어서, 상기 토너 구성 성분이 이형제 및 수지의 순서로 투입되는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 13 항에 있어서, 상기 토너 구성 성분 중 착색안료 및 전하 조절제는 수지와 함께 또는 수지 투입 후 순차적으로 투입되는 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 미립자의 부피평균입경이 2.0 내지 8.0㎛이며, 80%스팬 값이 0.88이하인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 미립자의 구형화도가 0.95 내지 0.99 범위인 것을 특징으로 하는 토너의 제조방법.