KR100301325B1 - 정전기적영상화용액체토너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연성의 비극성 운반체 액체, 하나 이상의 전하 지향체, 및 상기 운반체 액채중에 분산된 토너 입자를 포함하는 정전기학적 영상화용 액체 토너에 관한 것으로서, 상기 토너 입자는 상기 하나 이상의 전하 지향체에 의해 충전 불가능 또는 약간 충전 가능하게 되나. 그렇지 않은 경우에는 토너 물질로서 사용하기 적합한 코어 물질, 및 통상적으로 충전 불가능하거나 또는 약간 충전 가능한 입자에 향상된 충전력을 제공하는데 효과적인 양의 하나 이상의 이온중합체 성분으로 이루어진 피복물을 포함한다.

Description

[발명의 명칭]

정전기적 영상화용 액체토너

[발명의 분야]

본 발명은 정전기적 영상 분야, 보다 구체적으로는 통상적으로 하전 불가능한 액체 토너 입자에 하전성을 부여하고, 하전 가능하되 그 하전성이 충분치 못한 액체 토너 입자의 하전성을 향상시키며, 또한 액체 토너 입자 전하의 극성을 조절하는 성분을 함유하는 액체 토너의 제조 방법에 관한 것이다.

[발명의 배경]

정전기적 광복사 또는 광인쇄 분야에 있어서, 정전기적 잠상(latent image)은 일반적으로 먼저, 예컨대 광전도성 영상 표면을 전하 코로나에 노출시키는 방법으로 상기 영상 표면에 균일한 정전하를 제공하고, 이어서 상기 영상 표면을 예컨대, 형성되는 최종 영상의 광학적 영상에 대응한 조절된 광선에 노출시키는 방법으로 상기 표면을 선택적으로 방전시킴으로써 형성시킬 수 있다. 이같이 해서 한 전위에서는 "백그라운드(background)" 부위를 가지며, 또 다른 전위에서는 "프린트(print)" 부위를 갖는 정전기적 잠상을 형성한다. 이 정전기적 잠상은 여기에 하전되고 안료화된 토너 입자를 도포함으로써 현상할 수 있고, 이때, 토너 입자는 광전도성 표면의 프린트 부위에 접착되어 토너 영상을 형성하며 이어 다양한 기술에 의해 최종 기재(예, 종이)로 전사된다.

예를 들어 유전성 표면에 담체를 제공하고, 또 미리 형성된 정전하를 상기 표면에 전사하는 것과 같은 기타의 방법이 정전기적 영상을 형성시키는 데 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 상기 전하는 일정한 배열의 철필로부터 형성될 수도 있다. 본 발명은 통상적으로 인쇄 및 복사 시스템 모두에 적용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

액체 현상된 정전기적 영상에 있어서, 토너 입자는 일반적으로 고부피 저항도가 10⁹Ω·cm 이상이고, 유전 상수가 3.0 이하이며, 증기압이 낮은(25℃에서 10torr 이하) 지방족 탄화수소 분획과 같은 절연성의 비극성 액체 담체 중에 분산된다. 상기 액체 현상제 시스템은 소위 전하 지향체(charge director), 즉 토너 입자에 필요로 하는 극성과 균일한 크기의 전기 전하를 제공할 수 있는 화합물을 추가로 함유한다.

본 발명의 방법에 있어서, 액체 현상제가 광전도성 영상 표면에 도포된다. 잠상 중에 존재하는 전기 전위 및 통상적으로 존재하는 현상용 전극의 영향으로, 액체 현상제 중의 하전된 토너 입자가 정전기적 잠상의 프린트 부위로 이동함으로써 현상된 토너 영상이 형성된다.

전하 지향체 분자는 전술한 현상 공정중에 토너 입자 상의 전하의 극성 및 크기를 조절하는 기능면에서 중요한 역할을 한다. 특정 액체 현상제 시스템에 사용되는 특정 전하 지향체의 선택은 토너 및 현상 장치의 특성 뿐 아니라, 상기 전하 지향체 화합물의 비교적 다양한 물리적 특성, 특히 액체 담체 내에서의 지향체 화합물의 용해도, 이것의 하전성, 전기장에 대한 높은 내성, 방출 특성, 경시적 안정성, 입자 유동성 등에 따라 달라진다. 이들 모든 특성들은 우수한 화질의 영상을 형성하는 데 있어서, 특히 다수의 압흔(押痕)(impression)을 형성시키고자 하는 경우에 중요하다.

선행 기술 중에는 액체-현상된 정전기적 영상화에 사용되는 광범위한 (전하 지향체 화합물)이 공지되어 있다. 상기 전하 치향체 화합물의 예로는 폴리옥시에틸화된 알킬아민, 레시틴, 폴리비닐피롤리돈, 다가 알코올의 유기 산 에스테르 등과 같은 양쪽 이온성 및 비이온성 화합물뿐만 아니라, 이온성 화합물, 특히 지방산의 금속염, 설포숙시네이트의 금속염, 옥시포스페이트의 금속염, 알킬벤젠설폰산의 금속염, 방향족 카르복실산 또는 설폰산의 금속염이 있다.

토너 입자의 바람직한 물리적 특성은 최종 기재의 온도 수용능에 부합하는 연화점, 기재에 대한 양호한 접착성 및 내마모성이다. 이를 위해, 토너 입자는 흔히 상기 특성들을 가지며, 내부에 분산되거나 또는 착색되는 안료를 갖는 중합체 물질로 형성된다.

불행하게도, 이상적인 토너 물질을 형성하는 많은 중합체들은 정전기적 영상화 공정에 사용 가능한 수준으로 하전하는 것이 불가능하지는 않다고 하더라도 어렵다.

미국 특허 제4,726,852호(Herrmann 등)에는 몬탄 왁스, 수화된 캐스터유 또는 폴리옥타데센으로부터 유도되는 과립형태의 산 또는 에스테르 왁스를 사용하여, 음으로 하전된 토너 입자를 함유하는 액체 현상제의 비 전기전도율을 감소시키는 방법이 기재되어 있다.

전하 지향체의 확실한 유용성 및 이들의 성능을 향상시키고자 행해진 여러가지 시도에도 불구하고, 어떤 면에서, 이들의 용도는 전하 지향체가 도포되는 토너입자의 표면 형태에 따라 달라진다. 환언하면, 당업계에서는 특정 유형의 입자는 실질적으로 하전 불가능하거나 충분하게 하전될 수 없다고 생각해왔다. 더욱이, 특정 유형의 토너 입자와 병용하는 경우에는, 통상 특정 전하 지향체와 결합해 사용함으로서 하전 입자의 극성을 변화시키는 방법이 바람직할 수도 있다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 위에서 언급한 문제들을 해결할 수 있는, 전하 지향체를 함유하는 개선된 액체 토너 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 후술하는 내용으로부터 밝혀질 것이다.

따라서, 본 발명의 한 특징은 절연성의 비극성 액체 담체, 하나 이상의 전하 지향체 및 상기 액체 담체 중에 분산된 토너 입자를 포함하며, 상기 토너 입자는 1종 이상의 전하 지향체에 의해 하전될 수 없거나 또는 약하게 하전될 수 있지만, 반면 토너 물질로서 사용하기에는 적합한 코어 물질과, 통상적으로 하전될 수 없거나 또는 약하게 하전될 수 있는 입자에 개선된 하전성을 부여하는 데 효과적인 양의 1종 이상의 이오노머 성분으로 구성된 피복부를 포함하는 정전기적 영상화용 액체 토너를 제공한다.

본 발명의 제2 특징은 절연성의 비극성 액체 담체, 1종 이상의 전하 지향체 및 상기 액체 담체중에 분산된 토너 입자를 포함하며, 상기 토너 입자는 상기 하나 이상의 전하 지향체에 의해 제1 극성으로 하전될 수 있는 코어 물질과 1종 이상의 전하 지향체와 상기 제1 극성과는 상이한 극성을 띠는 전하를 상기 피복 입자에 부여하는데 효과적인 양의 1종 이상의 이오노머 성분으로 구성된 피복부를 포함하는 정전기적 영상화용 액체 토너를 제공한다.

본 발명의 이밖의 특징은 입자를 절연성의 비극성 액체 담체 중에 분산시키는 단계와 상기 액체와 1종 이상의 이오노머를 혼합하는 단계를 포함하는, 정전기적 영상화용 액체 토너의 제조방법을 제공한다. 먼저 상기 혼합물을 상기 이오노머가 상기 액체 담체에 용해되는 온도로 가열하고, 이어, 상기 이오노머가 상기 액체 담체에 용해되지 않는 온도로 냉각시킴으로써 상기 입자를 이오노머 물질로 피복시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 구체예에서는, 적어도 냉각 단계 중에는 상기 혼합물을 교반시킨다.

1종 이상의 전하 지향체를 상기 흔합물에 첨가하는 것이 바람직한데, 냉각 단계후에 첨가하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 바람직한 구체예에 의하면, 상기 입자는 전하 지향체만 존재하는 경우, 통상적으로 하전될 수 없거나 또는 약하게 하전될 수 있지만, 토너 입자로서 사용하기에는 적합한 물질로 형성되며, 또한 1종 이상의 이오노머 성분이 상기 토너 입자의 하전성을 개선시키기에 효과적인 양으로 사용된다.

본 발명의 바람직한 구체예에 있어서는, 상기 1종 이상의 이오노머 성분은 1종 이상의 전하 지향체에 의해 상기 입자 물질에 통상 제공되는 극성을 역전시키는데 유효한 양으로 사용된다.

본 발명의 또 다른 구체예에서는, 하전된 정전기적 잠상을 광전도성 표면에 형성시키는 단계, 상기 표면에 본 발명의 액체 토너(또는 본 발명의 방법으로 제조된 액체 토너)로부터 하전되고 안료화된 토너 입자를 도포하는 단계, 그리고 형성된 토너 영상을 기재로 전사시키는 단계를 포함하는, 정전기적 영상화 방법을 제공한다.

일반적으로, 본 발명의 실시예에서 피복물로서 사용되는 이오노머는 통상적으로 토너 물질로서 단독으로 사용하기에는 지나치게 연성인 것으로 생각되는 저분자량 이오노머이다.

[도면의 간단한 설명]

본 발명은 첨부된 도면과 함께 이하에 기술한 본 발명의 바람직한 구체예에 대한 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 이해된다.

제1도는 촉수형 토너 입자의 하전성에 관하여, 본 발명의 구체예에 따라 사용된 A 291 이오노머의 효과를 도시한 것이다.

제2도는 촉수형 토너 입자의 하전성에 관하여, 본 발명의 구체예에 따라 사용된 A 290 이오노머의 효과를 도시한 것이다.

제3도는 40℃에서 토너 입자의 유동성에 대한 상기 A 290 및 A 291 이오노머의 효과를 도시한 것이다.

제4도 및 제5도는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 구형 토너 입자의 전자 현미경 사진을 도시한 것이다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명의 특정의 바람직한 구체예에 있어서, 토너 입자는 통상적으로 하전될 수 없는 입자, 즉, 본 발명을 모르는 상태에서는, 당업자들에 의해 하전될 수 없는 입자로 간주되는 입자로 정의되고, 상기 이오노머는 토너 입자에 하전성을 제공하는데 효과적인 양으로 사용된다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예에 있어서, 토너 입자는 약하게 하전될 수 있는 입자, 즉, 당업자들이 상기 입자가 약한 전하를 멀 수 있다는 것을 알 수 있다해도, 이러한 특성은 정전기적 영상화에 있어서 실질적인 적용이 관심 대상이 되는 한, 거의 또는 전혀 유용하지 않는 것이 명백하고 입자로 정의된다. 이 경우에도, 상기 이오노머는 토너 입자에 개선된 하전성을 제공하는 데 효과적인 양으로 사용된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 있어서, 이오노머는 통상적으로 1종이상의 전하 지향체에 의해 토너 입자에 부여되는 것으로 당업자들에게 공지된 극성을 역전시키는데 효과적인 양으로 사용된다. 이와 관련하여, 예를 들면, 카르복실산기를 함유하는 수지상 토너 입자는 카르복실 수소 원자를 양성자로 상실하여 나머지 음이온성 카르복실산기를 남기게될 가능성, 또는 양성자의 잠재적 상실로서 카르복실레이트 음이온을 남기므로 염을 형성할 수 있기 때문에 통상적으로 음전하를 띠게 될 것으로 예상된다. 반대로, 예를 들면, 통상적으로 디아미노기를 함유하는 수지상 토너 입자는 양성자가 추가되어 수지 입자가 결합된 4 차 암모늄기를 형성시킬 수 있는 가능성으로 인하여 양전하를 띠게 될 것으로 예상된다.

본 발명의 또다른 바람직한 구체예에 있어서, 상기 입자의 "코어" 는 안료화된 중합체를 포함한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 중합체 물질의 하전성은 상기 입자를 착색시키는 데 사용되는 안료에 따라 달라진다. 상기 입자를 이오노머, 또는 몇몇 기타 하전 가능한 중합체의 비착색된 층으로 피복시키는 경우, 하전성은 모든 색에 대해 동일하다.

본 발명의 액체 토너 및 조성물에 적합하게 사용될 수 있는 토너 입자, 절연성의 비극성 액체 담체, 착색제 입자 및 전하 지향체는 당업계에 공지된 것이다. 설명하자면 절연성의 비극성 액체 담체는 또한 전하 지향체용 담체로서 사용되는 것이 바람직하며, 탄화수소 분획, 특히 적합한 전기적 및 기타 물리적 특성을 갖는 지방족 탄화수소 분획이 가장 적합하다. 더욱 구체적으로는, 담체는 용적 비저항이 10⁹Ω·cm 이상이고, 유전 상수가 3.0 이하인 절연성의 비극성 액체 담체 탄화수소인 것이 바람직하다. 바람직한 용매로는 일련의 분지쇄 지방족 탄화수소 및 이들의 혼합물, 즉 엑슨 코오포레이숀에서 상표명 "Isopar"로 시판하는, 비점이 약 155℃ 이상인 이소파라핀계 탄화수소 분획이 있다.

토너 입자는, 예를 들어 당업계에 공지된 열가소성 수지 입자일 수 있다. 또 다른 방법으로, 당업자라면 정전기적 영상화 용도와 관련하여, 지금까지 전하 지향체를 사용해서 하전 가능한 것으로서 생각할 수 없었으나, 본 발명에 따라 이오노머 및 전하 지향체를 사용해서 토너 입자의 물리적 및 화학적 특성을 하전시키기는 목적에 적합하도록 만든 과립 물질로부터 제조된 토너 입자를 선택할 수 있다.

본 발명의 바람직한 구체예에서 사용되는 이오노머는 승온 상태에서 액체 담체에 잘 용해되고, 상온에서는 적게 용해되므로, 상기 이오노머를 포함하여, 하기에서 언급하는 성분들을 상온 이상의 온도에서 혼합하는 경우, 상기 이오노머는 상기 액체 담체에 용해되고, 이어서 상기 혼합물을 냉각시키는 경우, 상기 이오노머는 토너 입자상에 피복부로서 증착될 것이다. 이오노머는 상기 언급한 용해도 특성을 나타내고 또한 저 점성을 갖도록 분자량이 비교적 적은 것이 바람직하다.

본 발명에 사용하기 적합한 이오노머로는, 예를 들어 얼라이드 시그널사에서 상표명 "AClyn"으로 시판되는 것들이 있으며, 이것은 이온 집합체(cluster)를 형성하는 금속염으로 중화된 저분자 에틸렌 계 공중합체로서 기술된다 이들의 예를 표 1에 제시하였다.

표 1에 제시한 이오노머들은 메타크릴산을 기재로 한 것이다. 그러나, 기타 카르복실산 또는 유기산(예 : 설폰산 및 인산)을 기재로 한 이오노머도 본 발명에 유용하다. 또한, 상기 정의한 기타 특성을 가지는 경우, 비에틸렌 계 이모노머도 본 발명에 유용하다.

[표 1]

AClyn 저분자량 이오노머

주: (1) 단위 = mg KOH/g

(2) ASTM-D 633에 따라 측정함

(3) 190℃ 에서의 cps

(4) 및 (5) ISOPAR L 중의 1 % n.v.s. 미세 분산액의 전도도.

마멸기내에서 Isopar -L 중의 20 % 비휘발성 고체 혼합물을 24 시간 동안 연마하여 상기 물질을 제조(얻은 입자 크기는 0.8μm 내지 1.5μm임) 하였으며, 이것에 Lubrizol 890(Lubrizol Corp.에서 시판됨) 100 mg/g을 충전하였다. 1,5 V/μm(DC)에서 고 전기장 전도도를 측정하였으며, 5 V/mm에서 5 Hz로 저 전기장 전도도(5)를 측정하였다. 입자 전도도(4)는 고 전기장 전도도와 저 전기장 전도도간의 차로서 정의되며, 이것은 입자만의 전도도 측정치이다(액체 담체의 전도도는 제외함).

다음에 기술한 실시예에 의거하여 본 발명을 설명하고자 한다. 그러나 이들에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

카르복실 공중합체 입자를 함유하는 토너

(a) Elvax 5650T(E. I. dupont에서 시판)로 시판되는 열가소성 에틸렌/메타크릴산/이소부틸 메타크릴레이트 공중합체 7,5 kg과 Isopar L(Exxon에서 시판) 7.5 kg을 Ross 이중 톱니바퀴식 혼합기(10 갈론 LDM) 내에서 150℃의 제한된 온도에서 속도 5로 1 시간 동안 혼합한 후, 90℃로 예열시킨 Isobar L 15 kg을 첨가하고, 추가로 5배의 속도로 1 시간 동안 혼합하였다. 상기 혼합물을 속도 3으로 혼합하면서 실온으로 냉각시켰다.

(b) 상기 단계 (a)의 생성물 10.44 kg, FG 7351 시안 안료 390 g, 알루미늄 스테아레이트 45 g 및 Isopar L 9.125 kg을 S-15 마멸기(미국 오하이오주 아크론 소재의 Union Process, Inc.에서 시판)내로 이동시켰다. 상기 혼합물을 54℃에서 속도 6으로 2 시간 동안 연마시킨 후, Isopar L 10 kg을 첨가하고, 추가로 38 시간 동안 연마시킴으로써, 직경이 1.6μm인 촉수형 입자의 분산액을 제조하였다.

(c) 상기 단계 (b)의 생성물(2 % n.v s.로 희석시킨 300 g)을 용기 내에 위치시키고, Ross 모델 Lab-ME 고 전단 혼합기를 실온에서 작동시킨 후, 이오노머 (AClyn 290 또는 291A, 115℃로 예열시킴, 토너 고체 10 중량% 또는 20 중량%를 구성함) 10 중량%의 Isopar L 용액을 서서히 첨가한 다음, 상기 혼합기를 3 분간 최대 전단 속도로 작동시켰다. 상기 분산액을 1 시간 동안 평형화시킨후, Lubrizol 890(폴리이소부테닐-숙신이미드 분산제 첨가제)을 토너 고체 1 g 당전하 지향체 100 mg 분량으로 첨가하였다. 이어서, 상기 생성물을 추가로 2 시간 동안 평형화시켰으며, 이 시점에서 하전 변수를 측정하였다. 상기 단계 (c)의 또 다른 방법으로, 초기 전단 혼합을 실온 대신 40℃에서 수행할 수도 있다. 그 결과를 제1도 내지 제3도에 도시하였으며, 이로부터, 이오노머를 사용하는 경우, 토너 입자의 입자 전도도 및 유동성을 모두 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. 제1도 및 제2도는 토너 입자의 입자 전도도에 대한 290A 및 291A 각각의 영향을 도시한 것이고, 제3도는 40℃에서 토너 입자의 입자 전도도 및 유동성에 대한 상기 두 물질의 영향을 도시한 것이다.

[실시예 2]

구형 토너 입자

(a) 중간채 분산상의 제조

오일 가열기로 100℃로 예열시킨 Brabender 2-롤 분쇄기의 롤상에 Dynapol S-1228(120 g)을 위치시킨 후, 이것에 알루미늄 트리스테아레이트(2.4g) 및 청색 안료 BT 583D(30 g)를 60 rpm 및 40 Nm의 토오크로 첨가하였다. 약 20 분 후에, 상기 물질을 분리하여 소편으로 절단하였다.

(b) 카라멜의 제조

백색 설탕(3 kg)을 하기 표 2에 제시한 바와 같이 Ross 이중 톱니바퀴식 혼합기내에서 3 시간 동안 교반하였다;

[표 2]

카라멜의 제조

상기 생성물을 가온시키면서 테플론-피복된 알루미늄 팬으로 이동시키고, 냉각시킨후, 소편으로 절단하였다.

(c) 토너 농축물의 제조

상기 단계 (a)로부터의 생성물(400 g) 및 단계 (b)로부터의 생성물(600 g)을, 160℃로 고정시킨 열전쌍에 의해 제어된 테이프를 통해 전기적으로 가열한 Kenwood 혼합 용기내에서 교반하였다. 상기 용융물을 단계적으로 106℃로 냉각시킨 후, 상기 물질을 분리하고, 이어서 이것을 냉각시킨 다음, 분쇄하여 중간 직경이 4.0μm가 되게 하였다. 상기 생성물을 물로 세정하여 용해되지 않은 카라멜을 제거한 후, 이소프로필 알코올로 세정하여 물을 제거하였다. 마지막으로, 상기 용매를 Peneteck(Penerco에서 시판)로 치환시킴으로써 50 % n.v.s. 농축물을 얻었다.

(d) 액체 토터의 제조

상기 단계 (c)로부터의 생성물을 Isopar L로 2 % n.v.s.로 희석시킨 후, 상기 희석시킨 분산액 300 g을 40℃로 가열하고, 용기내에 위치시킨 다음, Ross 모델 Lab-ME 고 전단 혼합기를 실온에서 작동시키고, 이오노머(Aclyn 291A, 115℃에서 예열시킴, 토너 고체 5, 10 또는 20 중량%로 구성됨) 10 중량%의 Isobar L 용액을 서서히 첨가한 다음, 상기 혼합기를 3 분간 최대 전단 속도로 작동시켰다. 상기 분산액을 1 시간 동안 평형화시킨 후, 실온으로 냉각시켰다. Lubrizol 890을 토너 고체 1 g 당 전하 지향체 100 mg의 양으로 첨가하였다. 이어 상기 생성물을 추가로 2 시간 동안 평형화시킨 후, 이 시점에서 하전 변수를 측정하였다. 그 결과를 표 3에 제시하였다

[표 3]

Lubrizol 890 전하 지향체를 갖는 구형 토너 입자의 전도도

제4도 및 제5도는 시험 번호 1 및 4 각각의 토너 입자에 대한 SEM 전자 현미경 사진을 도시한 것이다.

A291A의 백분율(%)에 따른 상기 피복부의 두께 측정치 및 상기 입자의 직경 측정치는 시험 번호 1의 입자가 0.0237의 피복부를 가짐을 보여준다. 상기로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기와 같이 얇은 피복(평균 단층의 2배 내지 5배)도 최적의 결과는 아니지만, 명백히 전도도를 향상시킨다. 이것은 제5도에 도시한 바와 같이, 상기 피복의 불균일성에 기인하는 것으로 생각된다. 단일 단층과 같이 얇은 피복이더라도 얇고 균일한 피복이 전도도를 현저하게 향상시키는 것으로 생각된다.

[실시예 3]

구형 토너 입자

실시예 2의 단계 (c) 생성물을, 고도로 정제한 석유 오일인 Marcol 82(Exxon에서 시판)로 4 % n.v.s.로 희석시키고, 이 희석시킨 분산액 300 g을 40℃로 예열시킨 다음, 용기내에 위치시키고, Ross 모델 Lab-ME 고 전단 혼합기를 작동시킨 후, 이오노머(AClyn 293A, 115℃에서 예열시킴, 토너 고체 5 중량%로 구성됨) 10 중량%의 Marcol 82 용액을 서서히 첨가한 다음, 상기 혼합기를 3분간 최대 전단 속도로 작동시켰다. 상기 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 그 분산액을 3 시간 이상 방치해서 평형화시켰다. 이어서, 알루미늄 트리부톡사이드(Aldrich에서 시판)를 토너 고체 1 g 당 5 mg의 양으로 첨가하였다. 2 시간 후에, 염기성 바륨 페트로네이트(BBP, Witco에서 시판) 또는 칼슘 페트로네이트(CAP 25H, Witco에서 시판)를 토너 고체 1 g 당 40 mg의 양으로 상기 토너에 첨가하였다. 하전 변수면에서의 결과를 표 4에 제시하였다.

[표 4]

BBP 및 CAP 전하 지향체를 갖는 구형 토너 입자의 전도도

주 : 전도도의 단위 = pmho/cm

A293A를 함유하는 토너는 복사기에 사용시 매우 양호한 복사질을 제공한 반면, A293A를 함유하지 않는 토너는 복사질이 불량하였다.

[실시예 4]

BI-아미노기를 갖는 중합체를 포함하는 토너

(a) 즉 3 차 아미노기를 함유하는 아크릴 수지 Acryloid DM55(Rohm and Haas에서 시판) 600 g을 냉동하에서 연마하여 미세 분말을 형성시킨 후, Isopar L 1200 g과 함께 IS 마멸기(Union Process에서 시판)로 이동시켰다. 상기 혼합물을 물로 냉각시키면서 실온에서 24 시간 동안 연마하였다. 이렇게 하여 형성된 입자는 중간 입도가 1.4 μm였다.

(b) 상기 단계 (a)의 생성물을 적절히 희석시키고, 그 희석 생성물(2 % n.v.s. 300 g)을 용기내에 위치시킨 후, Ross 모델 Lab-ME 고 전단 혼합기를 40℃에서 작동시키고, 이어서 이오노머(AClyn 291A, 115℃에서 예열시킴, 토너 고체 10 또는 20 중량%로 구성됨) 10 중량%의 Isopar L 용액을 서서히 첨가한 다음, 상기 혼합기를 3 분간 최대 전단 속도로 작동시켰다. 상기 분산액을 방치하여 1시간동안 냉각 및 평형화시킨 후, Lubrizol 890을 토너 고체 1g 당 전하 지향체 100 mg의 양으로 첨가하였다. 이어 상기 생성물을 방치해서 추가로 2 시간 동안 평형화시킨 후, 이 시점에서 하전 변수를 측정하였다.

그 결과를 표 5에 제시하였으며, 이 결과로부터, 이오노머를 사용하는 경우, (i) 토너 입자의 하전성을 (높은 전기장 하에서의 전도도 데이터에서 나타나는 크기로) 현저하게 증가시킬 수 있으며, 따라서 상기 토너는 영상체에 만족스럽게 사용할 수 있고, (ii) 토너 입자의 극성을 역전시킬 수 있음을 알 수 있다.

[표 5]

DM55 토너 입자의 전도도

이상, 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 당업자들에 의해 수정 및 변경될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 상기에서 구체적으로 설명한 구체예에 의해 제한되는 것으로 해석해서는 안되며, 본 발명의 범위, 원리 및 개념은 하기의 특허 청구의 범위에 의해서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

Claims (34)

1. 절연성의 비극성 액체 담체, 1종 이상의 전하 지향체 및 상기 액체 담체 중에 분산된 토너 입자를 포함하는 정전기적 영상화용 액체 토너로서, 상기 토너 입자가 상기 1종 이상의 전하 지향체에 의해서는 하전될 수 없거나 또는 약하게 하전될 수 있지만, 토너 입자로는 사용 가능한 안료화된 중합체를 포함하는 코어 물질 및 토너 입자에 개선된 하전성을 부여하는 1종이상의 이모노머 성분의 피복부를 포함하는 정전기적 영상화용 액체 토너.
2. 절연성의 비극성 액체 담체, 1종 이상의 전하 지향체 및 상기 액체 담체중에 분산된 토너 입자를 포함하는 정전기적 영상화용 액체 토너로서, 상기 토너 입자가 상기 1종 이상의 전하 지향체에 의해서 제1 극성으로 하전 가능한 안료화된 중합체를 포함하는 코어 물질 및 상기 제1극성과 다른 극성을 갖는 전하를 피복 입자에 부여하는 1종 이상의 이오노머 성분의 피복부를 포함하는 정전기적 영상화용 액체 토너.
3. 제1항에 있어서, 상기 입자가 합성 수지 입자인 액체 토너.
4. 제2항에 있어서, 상기 입자가 합성 수지 입자인 액체 토너.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이오노머가 카르복실산 계이고 이온 집합체(cluster)를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 액체 토너.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이오노머가 메타크릴산 계이고 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 액체 토너.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이오노머가 설폰산 계이고 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 액체 토너.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이오노머가 인산 계이고 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 액체 토너.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이오노머가 에틸렌 계이고 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 액체 토너.
10. 절연성의 비극성 액체 담체에 안료화된 중합체 입자를 분산시키는 단계 및 상기 분산액을 1종 이상의 이오노머와 혼합하는 단계를 포함하는, 액체 토너에 사용되는 안료화된 토너 입자를 제조하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 이오노머를 이것이 상기 액체 담체 중에 용해되는 온도로 가열한 후, 상기 액체 담체 중에 용해되지 않는 온도로 냉각함으로써 상기 입자를 상기 이오노머 물질로 피복하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 혼합물을 적어도 상기 냉각 단계 중에는 교반하는 방법.
13. 제10항에 있어서, 상기 입자가 합성 수지로 이루어진 방법.
14. 제10항에 있어서, 1종 이상의 이오노머가 카르복실산계이고, 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 방법.
15. 제10항에 있어서, 1종 이상의 이오노머가 메타크릴산계이고, 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 방법.
16. 제10항에 있어서, 1종 이상의 이오노머가 술폰산계이고, 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 방법.
17. 제10항에 있어서, 1종 이상의 이오노머가 인산계이고, 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 방법.
18. 제10항에 있어서, 1종 이상의 이오노머가 에틸렌계이고, 이온 집합체를 형성하는 금속염으로 중화된 것인 방법.
19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 전하 지향체를 혼합물에 첨가하는 단계를 포함하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 전하 지향체만 존재하는 경우, 통상 하전 불가능하거나 약하게 하전 가능하지만, 토너 입자로는 사용 가능한 물질로 안료화된 중합체 입자를 형성하고, 1종 이상의 이오노머 피복부로 토너 입자에 개선된 하전성을 부여하는 방법.
21. 제19항에 있어서, 전하 지향체만 존재하는 경우, 제1극성으로 하전되는 물질로 안료화된 중합체 입자를 형성하고, 1종 이상의 이오노머 피복부로 피복된 입자에 제1극성과 다른 극성을 갖는 전하를 부여하는 방법.
22. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 단계 후, 1종 이상의 전하 지향체를 혼합물에 첨가하는 단계를 포함하는 방법.
23. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복부를 상기 입자의 20 중량% 이하로 함유하는 액체 토너.
24. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복부를 상기 입자의 10 중량% 이하로 함유하는 액체 토너.
25. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복부를 상기 입자의 5 중량% 이하로 함유하는 액체 토너.
26. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복부의 두께가 상기 이오노머의 단층 두께와 동일하거나 더 두꺼운 액체 토너.
27. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복부의 두께가 0.02 μm 이상인 액체 토너.
28. 하전된 정전기적 잠상을 광전도성 표면에 형성시키는 단계, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 액체 토너로부터 토너 입자를 상기 표면에 도포하는 단계 및 형성된 토너 영상을 기재로 전사시키는 단계를 포함하는 정전기적 영상화 방법.
29. 하전된 정전기적 잠상을 광전도성 표면에 형성시키는 단계, 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 따라 제조된 액체 토너로부터 안료화된 토너 입자를 상기 표면에 도포하는 단계 및 형성된 토너 영상을 기재로 전사시키는 단계를 포함하는 정전기적 영상화 방법.
30. 소정의 하전성 수준이 요구되는 특정 정전기적 현상 방법에 사용하기 위한 액체 토너를 제조하는 방법으로서, 전하 지향체를 절연성의 비극성 액체 담체 중에 분산시키는 단계, 안료화된 토너 입자를 절연성의 비극성 액체 담체 중에 분산시키는 단계를 포함하며, 이 때 상기 입자가 1종 이상의 전하 지향체에 의하여 특정 공정에서 잠상의 현상에 거의 사용할 수 없는 정도로 약하게 하전되지만, 공정 중에 토너 입자로는 사용 가능한 안료화된 중합체를 포함하는 코어 물질, 및 입자가 공정 중에 정전기적 잠상의 현상에 입자가 사용될 수 있을 정도로 토너 입자에 개선된 하전성을 부여하는 1종 이상의 이오노머 성분의 피복부를 포함하는 방법.
31. 광전도성 표면상에 하전된 정전기적 잠상을 형성하는 단계, 제31항에 기재된 방법으로 제조된 액체 토너로부터 하전된 입자를 하전된 표면에 도포하는 단계, 및 형성된 토너 영상을 기재로 전사시키는 단계를 포함하는 정전기적 영상의 정전기적 현상 방법.
32. 소정의 입자 전도도를 갖는 토너 입자를 포함하는 토너를 기재로 사용하는 특정 정전기적 영상화 방법에 이용되는 정전기적 영상화용 액체 토너의 제조방법으로서, 절연성의 비극성 액체 담체 중에 안료화된 중합체 입자를 분산시키는 단계, 실온에서 가용성이 아닌 1종 이상의 이오노머를 상기 분산액과 혼합하는 단계, 중합체 입자를 1종 이상의 이오노머로 피복시키는 단계; 및 전하 지향체를 상기 혼합물에 첨가하는 단계를 포함하며, 이때 상기 피복이 상기 토너 입자에 소정의 입자 전도도를 부여할 수 있는 하전성을 제공하는 것을 특징으로 하는 액체 토너의 제조 방법.
33. 제22항에 있어서, 전하 지향체만 존재하는 경우, 통상 하전 불가능하거나 약하게 하전 가능하지만, 토너 입자로는 사용 가능한 물질로 안료화된 중합체 입자를 형성하고, 토너 입자에 1종 이상의 이오노머 피복부로 개선된 하전성을 부여하는 방법.
34. 제22항에 있어서, 전하 지향체만 존재하는 경우, 제1극성으로 하전되는 물질로 안료화된 중합체 입자를 형성하고, 피복된 입자에 1종 이상의 이오노머 피복부로 제1극성과 다른 극성을 갖는 전하를 부여하는 방법.