KR0154128B1

KR0154128B1 - 전자사진용 자성토너

Info

Publication number: KR0154128B1
Application number: KR1019900015312A
Authority: KR
Inventors: 정희태
Original assignee: 강진구; 삼성전자주식회사
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR920006806A

Abstract

본 발명은 전자 사진용 자성토너에 관한 것으로, 스티렌-아크릴 공중합 결착제 수지와 열정착용 첨가제로서 폴리카프로락톤 및 저분자 폴리프로필렌을 함유하는 것을 특징으로 하고, 이때 사용되는 상기 정착용 첨가제는 스티렌-아크릴 공중합 결착제 100 중량부당 폴리카프로락톤 2.2∼4.8 중량부, 폴리프로필렌 4.5∼9.5 중량부로 구성되므로써 토너로 사용할 때 용지에 대한 정착성이 매우 우수한 전자사진용 자성토너에 관한 것이다.

Description

전자사진용 자성토너

본 발명은 전자사진용 자성토너에 관한 것으로서, 특히 새로운 성분의 정착용 첨가제를 사용하므로서 정착성이 크게 개선된 자성토너에 관한 것이다.

일반적으로 전자사진법에 사용되는 가열정착 방식의 자성 토너는 결착제수지와, 마그네타이트, 그리고 정착용 첨가제와 기타 보조제로 이루어진다.

여기서, 결착제수지는 정착성과 대전성, 그리고 전기저항에 핵심적인 역할을 하는 물질로서, 예를들면 스티렌, 에폭시, 케톤말레인산(ketonomaleic acid), 페놀, 폴리비닐부티랄(poly(vinyl butyral)), 폴리 부틸메타크릴레이트(poly(butyl methacr ylate)), 폴리아미드, 스티렌-아크릴 공중합체 등의 수지가 사용될 수 있으며, 이중에서 특히 스티렌-아크릴 공중합체 수지는 스티렌량이 많이 함유되어 있으면 제조성이 향상 되고 유리전이 온도도 향상되며 조성비의 변화, 아크릴레이트의 종류, 중합조건의 변화등 선택의 폭이 넓어 가장 많이 사용된다.

또한, 정착용 첨가제는 결착제수지의 정착온도를 낮춤으로서 가열정착 로울러의 재질, 내열성 및 에너지와 비용절감 효과에 커다란 영향을 미칠뿐 아니라, 복사와 인쇄속도를 빠르게 하고 오브셋 개시온도를 높여 안정하고 우수한 화상을 제공하므로써 토너자체의 물성에 매우 중요한 영향을 미치게 된다.

따라서, 이러한 정착용 첨가제는 결착제수지와의 상용성이 좋으면서 결착제수지의 용융점도를 낮추고, 또한 고온 오브셋의 방지에도 효과가 있어야 한다.

종래에, 스티렌-아크릴 공중합체를 결착제수지로 사용할 경우 정착용 첨가제는 주로 저분자 폴리프로필렌을 사용해 왔다.

그러나, 종래에 사용되어온 저분자 폴리프로필렌은 결착제 수지인 스티렌-아크릴 공중합체와의 상용성이 부족하여 정착성이 낮고, 백그라운드(Background) 현상 등이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 일본 공개특허공보 소60-256155호에서는 토너의 압력정착용으로 에폭시 결착제수지에다 폴리카프로락톤을 정착용 첨가제로 사용하여 토너의 정착성을 향상시키는 것이 제안 되었으나, 이 방법은 열정착용으로는 부적합할 뿐아니라, 에폭시수지가 스티렌-아크릴 공중합체에 비해 분쇄성,유동성,대전성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 스티렌-아크릴 공중합체를 결착제수지로 사용하고, 여기에 폴리카프로락톤과 폴리프로필렌을 열정착용 첨가제로 사용하므로서, 종래의 자성토너에 비해 제반 물성이 조금도 뒤떨어지지 않으면서도 열정착성이 크게 개선된 전자사진용 자성토너를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 스티렌-아크릴 공중합체 42∼45 중량%, 마그네타이트 50 중량%, 전하조절제 1.0 중량 %, 카본블랙 1.0 중량%, 폴리카프로락톤 1.0∼2.0 중량%, 저분자 폴리프로필렌 2.0∼4.0 중량%가 용융혼련되어 있고, 여기에 마그네타이트 5.0 중량%와 소수성 실리카 0.3 중량%가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진용 자성토너인 것이다.

이때 상기 저분자 폴리프로필렌과 폴리카프로락톤의 비율은 2:1로 이루어져 있는바, 이는 대부분의 토너제조용 스티렌-아크릴 공중합체는 스티렌과 아크릴의 구성비가 70:30으로서, 스티렌과 결착성이 좋은 저분자 폴리프로필렌과 아크릴과 결착성이 좋은 폴리카프로락톤의 비율을 2:1로 사용함으로써 혼화성과 정착성이 우수한 토너를 얻을 수 있기 때문이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자성토너 조성물에 있어서, 결착재 수지는 다음 구조식(I)으로 표시되는 스티렌-아크릴 공중합체를 사용한다. 이때, 스티렌-아크릴 공중합체는 스티렌과 아크릴의 구성비가 70:30인 것을 사용한다.

여기서, R은 파라핀기이다.

또한, 결착제 수지로는 다음 구조식(II)의 폴리카프로락톤과 저분자 폴리프로필렌을 사용한다.

본 발명에 사용되는 폴리카프로락톤은 분자량이 1,000∼30,000으로 가소제로 많이 사용되는 물질로서, 화학적으로 안정할 뿐아니라, 내습성이 우수하며 결착제 수지인 스티렌-아크릴 공중합체와의 분산성도 좋고, 특히 결착제 수지성분 중 아크릴과의 결착성이 매우 좋다.

또한, 스티렌과의 결착성이 매우 좋은 저분자 폴리프로필렌은 다음 표1. 에 나타난 바와 같으며 특히, 산요화성 제품의 660P 평균 분자량 및 용융점도가 매우 낮아 다른 제품에 비해 열정착성이 우수하다.

본 발명에 따른 자성토너를 제조하기 위해서는 우선 스티렌-아크릴 공중합체(NC-6321, 일본 카바이드사제) 42∼45 중량%, 마그네타이트(FeO, 일본 티탄사제) 50 중량%, 전하조절제(TRH, 호도가야사제) 1.0 중량%, 카본 블랙(Printex-l50T, 데구사제) 1.0 중량%, 폴리카프로락톤(알드리치사제, 분자량 2,000) 1.0∼2.0 중량%, 저분자 폴리프로필렌 660 P(산요카세이사제, 분자량 3,000) 2.0∼4.0 중량%를 헨셀 믹써(Henschel Mixer)에서 730rpm으로 5분, 990rpm으로 3분, 730rpm으로 2분 혼합한 후, 이것을 니더(KNEADER)에서 120rpm, 155∼160℃로 용융 혼련시킨다.

이어서, 혼련조성물을 다시 냉각하고 분쇄한 후, 헨셀 믹써로 마그네타이트((FeO, 일본 티탄사제) 5.0 중량%, 소수성 실리카(R-972, 데구사제) 0.3 중량%를 2025rpm-3050rpm에서 50∼60초동안 후처리 하고난 후, 필요에 따라 채에 통과시키면 본 발명의 자성토너가 제조된다.

본 발명의 자성토너를 사용하는 전자사진 현상법에 있어서, 잠상 형성은 도전성 기판상의 광도전층을 균일적으로 하전시킨 후 화상로광하여 잠상을 형성 시킨 것이다.

정전상의 형성은 이 토너의 자기브러시를 기판과 접촉 및 캐리어(Carrier)오 접촉시킴으로서 쉽게 실시된다. 현상에 의하여 형성된 토너상은 용지에 전사되어 이 토너상을 가열 로울러와 접촉시킴으로서 정착되며, 매우 우수한 정착성을 나타낸다.

이하, 본 발명에 대한 실시예를 들어보면 다음과 같다.

[실시예 1]

스티렌-아크릴 공중합체(NC-6321, 일본 카바이드사제) 45 중량%, 마그네타이트((FeO, 일본 티탄사제) 50 중량%, 전하조절제(TRH, 호도가야사제) 1.0 중량%, 카본블랙(Printex0150T, 데구사제) 1.0 중량%, 폴리카프로락톤(알드리치사제, 분자량 2,000) 1.0 중량%, 저분자 폴리프로필렌 660P(산요카세이사제, 분자량 3,000) 2.0 중량%를 헨셀 믹써(Henschel Mixer)로 730rpm 5분 990rpm 3분, 730 rpm 2분으로 균일 혼합하고, 이것을 니더(SI-KRC, 구리모토사제)로 120rpm, 155∼160℃로 용융혼련하여 방냉한 후 커팅밀(cutting mil)로 조분쇄한다.

이 조분쇄물을 미분쇄기(알피네사제)로 약 25μm 이하로 미분쇄한 후, 분급하여 5~20μm 크기의 토너를 얻는다.

그리고 후처리시 마그네타이트((FeO, 일본 티탄사제)와 소수성 실리카 R-972(데구사제)를 전체량에 대하여 각각 5.0 중량%, 0.3 중량%를 가하여 헨셀 믹써로 토너 표면에 칠한다.

이때, 헨셀 믹서는 3050rpm, 혼합시간은 50초에서 혼합시킨다.

이렇게 제조한 토너를 DSC,FLOW TESTER(CRT-200, 시마쭈사제), 레이저빔 프린터를 이용하여 각각 유리 전이온도, 연화온도, 정착 개시온도를 측정하고 대전량은 상기 토너 1.0g과 철분 캐리어 19g울 로울러밀로 1시간동안 교반혼합한 후 토너의 마찰 대전량을 블로우오브(TB-200, 도시바 케미칼)법으로 측정한다.

유동성은 분체유동성 측정기(powder tester, 호소가와사제)로 측정한다.

정착 개시온도는 전사된 종이가 가열 열정착 로울러를 통과한 후에 비벼보았을 때 정착이 되어 토너가 묻어 나오지 않은 최저 상태로 정의하고 가열 로울러 온도를 110℃부터 5℃간격으로 올리면서 측정한다.

상기 실시예 1에 따라 제조된 자성토너의 물성은 다음 표2와 같다.

[실시예 2]

상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하되 각 성분의 함량을 스티렌-아크릴 공중합체(NC-6321, 일본 카바이드사제) 42 중량%, 마그네타이트((FeO, 일본 티탄사제) 50 중량%, 전하 조절제(TRH, 호도가야사제) 1.0 중량%, 카본블랙(프린텍스 150T, 데구사제) 1.0 중량%, 폴리카프로락톤(알드리치사제, 분자량 2,000) 2.0 중량%, 저분자 폴리프로필렌 660P(산요카세이사제, 분자량 3,000) 4.0 중량%로 한다.

제조된 자성토너의 물성은 다음 표2와 같다.

표 2에 따르면, 최저 정착온도, 유리 전이온도, 연화온도 실시예 1에 비해 약간 낮아 졌으나 대전량 및 유동성의 변화는 없다.

[비교예 1]

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시화되 토너 구성성분중 정착용 첨가제를 저분자 플리프로필렌 660P [산요오카세이사제-중량 평균 분자량(Mw) 3,000, 연화점 145℃]만을 같은 형성비로 사용하였다.

조제된 토너의 물성은 다음 표2와 같다.

[비교예 2]

상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하되 성분의 함량을 스티렌-아크릴 공중합체(NC-6321, 일본 카바이드사제) 45 중량%, 마그네타이트((FeO, 일본 티탄사제) 50 중량%, 전하조절제(TRH, 호도가야사제) 0.75 중량%, 저분자 폴리프로필렌 660P(산요오카세이사제, 분자량 2,000) 1.0 중량%, 폴리카프로락톤(알드리치사제, 분자량 3,000) 2.25 중량%로 하여 폴리카프로락톤과 폴리프로필렌의 비율을 1:3으로 한다.

제조된 토너의 물성은 다음 표2와 같다.

Claims

스티렌-아크릴 공중합 결착제 수지와 열정착용 첨가제로서 플리카프로락톤 및 저분자 폴리프로필렌을 함유하는 것을 특징으로 하는 전자사진용 자성토너.
제1항에 있어서, 상기 열정착용 첨가제는 스티렌-아크릴 공중합 결착제 100 중량부당 폴리카프로락톤 2.2∼4.8 중량부, 플리프로필렌 4.5∼9.5 중량부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자성토너.