KR100716979B1 - 전자사진용 현상제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결착 수지, 착색제, 및 대전제어제를 포함하는 토너 입자; 및 상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제;를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 외첨제는 1차 입자 크기가 20 내지 200㎚ 범위의 대입경 실리카, 1차 입자 크기가 5 내지 20㎚ 범위인 소입경 실리카, 소수성 산화티탄, 및 폴리머 비즈를 포함하는 전자사진용 현상제에 관한 것이다. 본 발명에 따른 현상제는 입자의 크기가 서로 다른 2종의 실리카, 소수성 산화티탄, 및 폴리머 비즈를 외첨제로서 사용함으로써 장기간에 걸쳐 토너 대전량 및 대전분포를 안정적으로 유지하여 포그현상을 방지하고, 대전롤러주기 화상오염을 방지할 수 있다. 또한, 이와 같은 현상제는 다양한 전자사진 화상 형성장치에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

전자사진용 현상제{Electrophotographic developing agent}

도 1은 비접촉 현상방식의 전자사진 장치의 일구현예를 나타내는 개략도이다.

<도면 부호의 간단한 설명>

1: 감광체 2: 현상 롤러

3: 공급 롤러 4: 토너

5: 토너층 규제 장치 6: 대전장치

7: 클리닝 블레이드 8: 폐토너

9: 레이저 스캐닝 유닛(Laser Scanning Unit, LSU)

본 발명은 전자사진 현상제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자사진방식 화상처리기기의 현상장치에 있어서 장기간에 걸쳐 토너 대전량 및 대전분포를 안정적으로 유지하여 포그현상을 방지하고, 대전롤러주기 화상오염이 없는 전자사진용 현상제에 관한 것이다.

현재 많이 사용되고 있는 전자사진방식 화상처리기기로서는 레이저 프린터, 팩시밀리, 복사기 등이 있으며, 이들은 레이저를 이용하여 감광체에 잠상을 만든 후 전위차를 이용하여 상기 감광체 상의 잠상에 토너를 이동시키고, 이를 용지 등 인쇄매체에 전사해 목적하는 화상을 형성하게 된다.

근래, 전자 사진용 LBP, 복합기, 컬러 복사기 등 화상형성 장치가 폭 넓게 보급되면서 고 품질의 화상품질이 요구되고 있다. 이를 위하여 현상장치에 사용되는 현상제로서는 환경변화뿐만 아니라 장기 화상인쇄로 인한 경시변화에도 안정적인 대전량과 현상효율 및 fog 미발생 등의 특성을 갖도록 현상제 설계가 이루어지고 있다.

상기 토너 대전량 안정화, fog방지, 현상효율향상 등을 제어하기 위한 방안으로는 토너에 실리카, TiO₂, Al₂O₃ 등의 각종 외첨제의 첨가가 시도되어지고 있으나 화상품질의 개선에는 한계가 있는 실정이다. 즉, 저온저습, 고온고습 등 환경변화에 대한 토너 대전특성의 변동이 크게 일어나고 있으며, 인쇄 초기에는 균일한 대전량 및 대전분포를 갖으나, 방치시 대전량 저하가 크게 발생하거나, 장수명에 걸쳐 화상인쇄시 대전량 감소 및 불균일한 대전량 분포 발생으로 인하여 화상농도의 저하, fog 및 토너 비산이 발생하고 있다.

따라서 각종 화상품질 개선을 위해 첨가되고 있는 외첨제의 종류가 증가되고 있으며, 외첨제 첨가량도 점진적으로 많아지고 있다. 이러한 외첨제들은 장기 인쇄동안 토너표면에 안정적인 부착상태를 지속적으로 유지하고 있는 것이 바람직하나, 실제로는 토너입자 속으로 매몰되거나 일부 외첨제들은 토너로부터 분리/이탈에 의 해 현상부재의 오염과 이로 인한 화상오염을 유발시키고 있다. 이러한 분리 이탈은 외첨제 입자크기가 클수록 외첨제간 응집력이 클수록 증가되는 것으로 관찰되고 있으며, 최근 첨가되는 외첨제 종류 및 양의 증가로 인해 더욱 심해지고 있는 실정이다.

일본 특허공개공보 제2000-003066호에는 양호한 화상을 형성하기 위한 정전하 현상용 토너로서 평균 입경의 크기가 상이한 2종류의 소수성 실리카 미분말 및 유기 미립자를 포함한 부대전 비자성 1성분계 토너를 개시하고 있다. 일본 특허공개공보 제2003-202702호에는 외첨제로서 평균 입경이 서로 상이한 2종류의 실리카 및 소수성 산화티탄을 함유한 부하전성 토너를 개시하고 있다.

그러나, 상기의 발명들은 장기 인쇄동안 안정적인 부착상태를 유지하지 못하고 화상오염을 유발시키는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은,

환경변화 및 장기 화상인쇄로 인한 변화에도 안정적인 토너 대전량 및 대전 분포를 유지하도록 하여 fog 발생을 억제하며, 외첨제 분리 또는 이탈에 의한 현상 부재 오염에 따른 화상오염의 발생을 방지하는 전자사진용 현상제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 현상제를 채용한 전자사진 화상 형성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

결착 수지, 착색제, 및 대전제어제를 포함하는 토너 입자; 및

상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 외첨제가,

1차 평균 입자 크기가 20 내지 200㎚의 대입경 실리카, 1차 평균 입자 크기가 5 내지 20㎚인 소입경 실리카, 소수성 산화티탄, 및 폴리머 비즈를 포함하는 전자사진용 현상제를 제공한다.

또한, 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

상기의 전자사진용 현상제를 채용한 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성장치를 제공한다.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 결착 수지, 착색제, 및 대전제어제를 포함하는 토너 입자 및 상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 외첨제가, 1차 평균 입자 크기 20 내지 200㎚의 대입경 실리카, 1차 평균 입자 크기 5 내지 20㎚의 소입경 실리카, 소수성 산화티탄, 및 폴리머 비즈를 포함하는 전자사진용 현상제를 제공한다.

일반적인 중합 및 분쇄형 토너에 있어서, 색도, 대전특성, 및 정착성 향상 등을 위하여 착색제, 대전제어제, 이형제 등이 결착 수지 내에 균일하게 내첨되고, 유동성, 대전 안정성, 및 클리닝성 등을 부여하기 위하여 여러 종류의 외첨제들이 첨가되고 있다. 외첨제의 첨가에 있어서 화상 열화의 원인이 되는 토너 표면의 외 첨제의 이탈, 매몰이 일어나기 때문에 그것을 방지하기 위하여 평균 입경이 다른 2종류 이상의 외첨제를 병용하여 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 무기 미립자로서 실리카를 사용할 수 있고, 바람직하게는 2종류의 상이한 입경을 갖는 실리카를 첨가할 수 있다. 이때 첨가되는 2종류의 실리카는 평균 입경 20 내지 200nm의 대입경 실리카 및 평균 입경 5 내지 20nm의 소입경 실리카를 포함할 수 있다. 서로 다른 입경을 갖는 실리카 입자를 사용함에 있어서 대입경 실리카는 스페이서(spacer)입자로서 내구에 의한 토너 열화를 막고 전사성의 향상 기능이 있으며, 소입경 실리카는 주로 토너에 유동성을 부여하는 역할을 한다.

상기 대입경 실리카 및 소입경 실리카 입자의 함량은 토너 모입자 100 중량부를 기준으로 하여 각각 독립적으로 0.1 내지 3.0중량부이며, 상기 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 실리카 첨가로 인한 효과를 얻기가 어려워 바람직하지 않으며, 3.0 중량부를 초과하는 경우에는 정착성 저하, 과대전 및 클리닝 불량 등이 발생하여 바람직하지 않다.

비표면적이 비교적 큰 실리카만을 사용하면 전사 효율측면에서는 상당히 좋은 결과를 나타내지만, 장기간 많은 출력을 하는 경우에는 드럼 오염이 발생할 수 있어서 현저한 개선 효과를 위해서는 실리카 이외에 무기 미립자를 사용할 수 있다. 상기 무기 미립자로서 사용될 수 있는 재료는 산화티탄, 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화마그네슘, 산화셀륨, 산화철, 산화구리 또는 산화주석 등을 포함한다. 바람직하게는 소수성 산화티탄이 사용될 수 있다.

본 발명에 사용되는 소수성 산화티탄은 1차 평균 입경이 상이한 2종의 실리카와의 평균 입경의 조절에 의해 토너의 유동성을 향상시키며, 장기간에 많은 양을 출력할 경우에도 고전사 효율을 유지할 수 있고, 드럼 오염을 방지하여 환경 안정성을 향상시킬 수 있다. 특히 저온 저습시의 토너 챠지 업 (charge up)의 문제를 예방할 수 있으며, 고온 고습시에 토너의 챠지 다운 (charge down)의 문제를 해결할 수 있다. 소수성 산화티탄의 1차 평균 입경은 10 내지 500nm이 바람직하고, 10 내지 100nm 의 범위가 더욱 바람직하다. 평균 입경이 500nm를 초과하는 경우에는 고온 고습시의 챠지 다운이 문제되기 때문에 바람직하지 못하고, 10nm 미만인 경우에는 정착불량 및 대전 불균일성 등이 발생하기 용이하여 바람직하지 못하다.

상기 소수성 산화티탄의 함량은 상기 2 종의 실리카 입자와의 조절에 의하여 변화될 수 있으며, 토너 모입자 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 2.0 중량부인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.5중량부이다. 소수성 산화티탄의 함량이 토너 모입자 100 중량부를 0.1 중량부 미만인 경우에는 드럼 오염을 제거하는 효과가 저하되어 화상오염을 초래할 염려가 있어 바람직하지 못하고, 2.0 중량부를 초과하는 경우에는 마찰 대전값이 떨어져 원하는 화상을 얻을 수 없어서 바람직하지 못하다.

본 발명의 현상제를 제조하기 위하여 세 첨가제 이외에 폴리머 비즈를 사용할 수 있다. 폴리머 비즈는 현상 부재 오염에 따른 화상 오염의 발생을 방지하기 위하여 사용된다. 상기 폴리머 비즈의 종류로서는 멜라민계, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 적합하다. 폴리머 비즈 1차 평균 입자의 크기는 0.1 내지 3㎛의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2㎛의 범위이다. 평균 입자의 크기가 0.1㎛ 미만인 경우에는 그 효과를 기대하기 어렵기 때문에 바람직하지 못하고, 3㎛를 초과하는 경우에는 토너로부터 분리이탈되기 용이하기 때문에 바람직하지 못하다. 멜라민계나 폴리메틸메타크릴레이트 단독으로 사용할 수 있으며, 이를 함께 사용할 수 있다. 사용되는 폴리머 비즈들의 전체 함량은 토너 모입자 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 2.0 중량부가 바람직하고, 0.1 중량부 미만인 경우에는 그 효과를 기대하기 어렵기 때문에 바람직하지 못하고, 2.0 중량부를 초과하는 경우에는 분리이탈 및 자체 응집발생이 용이하여 바람직하지 못하다.

또한 본 발명에 따른 전자사진용 현상제의 폴리머 비즈는, 1차 평균 입자의 크기가 0.1 내지 3㎛인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 함량이 토너 모입자 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 2.0중량부, 및 1차 평균 입자의 크기가 0.1 내지 3㎛인 멜라민계 비즈의 함량이 토너 모입자 100중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 2.0중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 토너 모입자는 결착 수지, 착색제, 대전 방지제, 및 이형제를 포함한다.

본 발명에 따른 현상제에 사용되는 결착 수지로서는 공지의 각종 수지를 사용할 수 있는데, 예컨대 폴리스티렌, 폴리-P-클로로스티렌, 폴리-α-메틸스티렌, 스티렌-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-아크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴산에틸 공중합체, 스티렌-아크릴산프로필 공중합체, 스티렌-아크릴산부틸 공중 합체, 스티렌-아크릴산옥틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산에틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산프로필 공중합체, 스티렌-메타크릴산 부틸 공중합체, 스티렌-α-클로로메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐메틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴니트릴-인덴 공중합체, 스티렌-말레인산 공중합체, 스티렌-말레인산에스테르 등의 스티렌계 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 이들의 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리초산비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 에폭시수지, 폴리비닐부티랄수지, 로진, 변성 로진, 테르펜수지, 페놀수지, 지방족 또는 지환족 탄화수소수지, 방향족계 석유수지, 염소화 파라핀, 파라핀 왁스 등이 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 이들중 폴리에스테르계 수지는 정착성 및 투명성이 우수하여 칼라 현상제에 적합하다.

본 발명에 따른 현상제는 착색제를 포함할 수 있으며, 이와 같은 착색제로서 흑백 토너의 경우에는 카본블랙 또는 아닐린블랙을 사용할 수 있으며, 본 발명에 따른 비자성 토너는 칼라 토너를 제조하기 용이하다. 또한 칼라 토너의 경우에는 착색제 중 검은색은 카본 블랙을 이용하고 칼라는 옐로우, 마젠타 및 시안 착색제를 더 포함한다.

상기 옐로우 착색제는 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 아트라킨화합물, 아조 금속 착제, 또는 알릴 이미드 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안 료 옐로우 12, 13, 14, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 또는 168 등이 사용될 수 있다.

상기 마젠타 착색제는 축합 질소 화합물, 안트라킨, 퀴나크리돈 화합물, 염기 염료 레이트 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.

상기 시안 착색제는 동 프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라킨 화합물, 또는 염기 염료 레이트 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.

이러한 착색제는 단독 또는 2 종 이상의 혼합물로 혼합하여 사용될 수 있으며, 색상, 채도, 명도, 내후성, 토너 중의 분산성 등을 고려하여 선택된다.

상기 착색제의 함량은 현상에 의해 가시상을 형성할 수 있는 토너를 착색하기에 충분한 양이면 되는데, 예컨대 결착 수지 100 중량부를 기준으로 하여 2 내지 20중량부가 바람직하다. 상기 함량이 2 중량부 미만이면 착색효과가 불충분하며, 20 중량부를 초과하면 토너의 전기저항이 낮아지기 때문에 충분한 마찰 대전량을 얻을 수 없어 오염을 발생시키기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에 사용되는 대전제어제는 부대전성 대전 제어제 및 정대전성 대전 제어제를 모두 사용할 수 있으며, 상기 부대전성 대전 제어제로는 크롬 함유 아조 착제(azo dyes) 또는 모노아조 금속 착체와 같은 유기 금속 착체 또는 킬레이트 화 합물; 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. 이와 같은 대전제어제는 토너를 정전기력에 의해 현상롤러 위에 안정되게 지지하므로, 상기와 같은 대전제어제를 사용함으로써 안정적이고 빠른 대전 속도가 가능해진다.

토너 조성물에 포함되는 대전 제어제의 함량은 일반적으로 토너 입자 전체의 100 중량%에 대해서 0.1중량% 내지 10중량%의 범위 이내이다.

한편, 본 발명에 따른 토너 입자는 이형제, 고급지방산 또는 그 금속염 등을 더 포함할 수 있다. 상기 이형제로서는 저분자량 폴리프로필렌, 저분자폴리에틸렌 등의 폴리알킬렌왁스, 에스테르 왁스, 카르나우바(carnauba) 왁스, 파라핀왁스, 고급지방산, 지방산아미드 등을 사용할 수 있으며, 상기 고급지방산 및 그 금속염은 감광체를 보호하고 현상특성의 열화를 방지하여 고품질의 화상을 얻기 위하여 적절히 사용될 수 있다.

착색제는 수지 중에서 균일하게 분산되도록 미리 플러싱(flusing) 처리, 또는 수지와 고농도로 용융 혼련한 마스터 배치를 이용할 수 있다. 예를 들어, 결착 수지와 착색제를 필수적인 성분으로 하여 2롤, 3롤, 가압 니더, 또는 2축 압출기 등의 혼련 수단에 의하여 혼합될 수 있다. 이 때 착색제가 균일하게 분산되도록 하 며 80 내지 180℃의 온도로 10분 내지 2시간 동안 용융 혼련한다. 이어서, 예를 들어 제트 밀, 마찰 밀, 또는 회전형 밀 등의 분쇄기를 사용하여 미분쇄하고, 평균 입자의 크기가 3 내지 15㎛의 크기인 토너 입자를 제조하고 외첨제를 부착시키는 것에 의해 분체 유동성이나 대전 안정성 등을 향상시킨다.

본 발명에 따른 현상제는 용융혼련 분쇄법은 물론 중합법에 의해서도 제조될 수 있으며, 상기 외첨제를 토너입자에 부착시키기 위해서는 상기 토너입자와 상기 외첨제를 소정 비율로 배합하여, 헨셸 믹서 등의 교반장치에 장전하고 교반하여 토너입자의 표면에 외첨제를 바른 상태로 부착시키거나, 양 입자를 '나라하이브리다이저' 등의 표면 개질기에 장전하여 교반하고 토너 입자의 표면에 외첨제 입자의 적어도 일부분을 매몰하여 고착해도 된다.

일반적인 화상 형성 프로세스는 광도전성 재료로 된 감광체에 일정한 전하를 부여하는 대전공정, 레이저에 의하여 감광체 상에 잠상을 형성시키는 노광공정, 현상제를 상기 감광체의 잠상에 현상시켜 토너상을 형성하는 현상공정, 상기 토너상을 종이 등의 전사재에 전사시키는 전사공정, 상기 전사재에 전사된 토너를 가열 또는 가압에 의하여 정착시키는 정착공정 및 전사되지 않고 잠상 담지체 위에 잔류한 토너 및 부착물을 클리닝하는 클리닝 공정으로 이루어지며, 이러한 각 공정을 반복하여 원하는 복사물이나 프린터 출력물이 얻어진다. 상기 공정 중 현상공정은 접촉식과 비접촉식 방식으로 나뉘는데, 접촉식은 현상롤러와 감광체 표면이 접촉하는 것에 의해 잠상에 현상제가 현상되는 방식을 말하며, 비접촉방식은 현상롤러와 감광체 표면이 일정거리를 두고 이격되어 있으며, 현상제는 현상롤러에 인가된 전 압과 감광체의 잠상전위의 전위차에 따라 발생하는 전기력에 의해 이동되어 현상되는 방식을 의미한다. 이러한 현상방식 중, 접촉식은 감광체 및 현상롤러의 마모 문제가 있는 반면, 비접촉식은 장치의 내구성이 우수하며 전기력에 의해 현상되기 때문에 해상도가 뛰어나다는 장점이 있다.

도 1은 비접촉 비자성 1성분 토너를 사용한 전자사진 장치의 한 예를 나타내는 개략도이다. 도 1을 참조로 하면, 대전장치(6)에 의해 감광체(1)를 대전시킨 후 레이저 스캐닝 유닛(Laser Scanning Unit, LSU)(9)을 통한 상 노광에 의해 감광체에 잠상을 형성시킨다. 비자성 토너(4)는 공급 롤러(3)에 의하여 현상 롤러(2)에 공급된다. 상기 현상롤러(2)에 반송된 토너는 토너층 규제장치(5)에 의하여 균일한 두께의 박층화가 되는 동시에 현상롤러(2)와 토너층 규제장치(5)에 의하여 토너가 고마찰 대전된다. 규제 부재(5)를 통과한 토너를 감광체(1)에 형성된 정전 잠상에 현상을 하고, 현상된 토너는 전사롤러(미도시)에 의하여 용지에 전사된 후 정착기(미도시)에 의해 정착된다. 또한 감광체 위로 전사 후 잔류 토너는 클리닝 블레이드(7)에 의하여 청소된다.

본 발명에 따른 현상제는 상기와 같은 비접촉 비자성 1성분 토너를 사용한 전자사진 장치 외에도 접촉식 비자성 1성분 현상방식의 토너에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 부대전성 또는 정대전성 토너 모두에 다 적용할 수 있다.

또한 본 발명은 결착 수지, 착색제, 및 대전제어제를 포함하는 토너 입자; 및

상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 외첨제는 1차 평균 입자 크기가 20 내지 200㎚인 대입경 실리카, 1차 평균 입자 크기가 5 내지 20㎚인 소입경 실리카, 소수성 산화티탄, 및 폴리머 비즈를 포함하는 전자사진용 현상제를 채용한 전자사진 화상 형성장치를 제공한다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

토너입자의 제조

중량평균분자량 100,000의 폴리에스테르 90.5 중량부, 카본블랙 (미쯔비시 화학 주식회사 제조) 5 중량부, 부대전성 대전제어제 (Hodogaya 제조, Fe 착물) 2.5 중량부, 저분자량 폴리프로필렌 왁스 (산요 화학 산업사 제조) 2중량부를 헨셀 (Henschel) 타입 믹서를 이용하여 예비혼합시켰다. 다음으로, 상기 혼합물을 이축 압출기에 투입하여 130℃에서 용융 혼합물을 압출하고 냉각 응고 한 후, 분쇄 분급기를 이용하여 평균 입경 약 8㎛인 외첨처리 전단계의 토너 입자(untreated toner)를 얻었다.

실시예 1

다음의 외첨제를 외첨 처리하여 본 발명의 실시예의 토너를 제조하였다.

외첨제:

대입경 실리카(1차 평균 입경 30 내지 50㎚) 1.0중량%

소입경 실리카(1차 평균 입경 7 내지 16㎚) 1.0중량%

산화티탄 (1차 평균 입경 10 내지 50㎚) 0.5중량%

멜라민 비즈 (1차 평균 입경 300 내지 500nm) 0.5중량%

비교예 1

상기 분쇄방식에 의해 제조된 비처리 토너입자에 하기의 외첨제를 처리하여 본 발명의 비교예 1의 토너를 제조하였다.

외첨제:

제1 실리카(1차 평균 입경 30 내지 50㎚) 1.0중량%

제2 실리카(1차 평균 입경 7 내지 16㎚) 1.0중량%

산화티탄 (1차 평균 입경 10 내지 50㎚) 0.5 중량%

비교예 2

상기 분쇄방식에 의해 제조된 비처리 토너입자에 하기의 외첨제를 처리하여 본 발명의 비교예 2의 토너를 제조하였다.

외첨제:

제1 실리카(1차 평균 입경 30 내지 50㎚) 1.0중량%

제2 실리카(1차 평균 입경 7 내지 16㎚) 1.0중량%

멜라민 비즈 (1차 평균 입경 300 내지 500㎚) 0.5 중량%

<화상평가시험 (부대전성 토너 기준)>

상기 실시예 1과 비교예 1 및 비교예 2의 토너를 대상으로 하여 20ppm급 LBP프린터를 이용하여 화상을 평가하였다. 이 화상에 대하여 화상 농도: (Image Density), fog: (Background, 비화상부 오염), CR(대전 롤러)주기 화상오염을 측정하여 토너의 성능을 평가하였다. 이때 화상 농도는 용지 위의 흑색 패턴(solid pattern)의 농도를 측정하였으며, fog는 감광체상의 비화상 영역에서의 농도를 농도계(SpectroEye, GretagMacbeth사 제품)를 이용하여 측정 평가하였다. CR주기 화상오염은 육안으로 평가하였다. 현상 장치의 실시 조건은 다음과 같았다.

표면전위 (Vo): - 700 V

잠상전위 (VL): - 100 V

현상롤러 인가 전압: Vp-p = 1.8 KV, 주파수 = 2.0 kHz,

Vdc = - 500 V, 효율비 = 35 % ( 구형파 )

현상 갭: 150 ~ 400 ㎛

현상롤러:

(1) 알루미늄의 경우

조도 : Rz = 1 ~ 2.5 (니켈 도금 후 )

(2) 고무롤러의 경우 (NBR계 탄성고무롤러)

저항: 1 X 10⁵ ~ 5 x 10⁶ Ω

경도: 50

토너: 대전량 (q/m) = -5 내지 -30 μC/g

(층 규제장치 통과 후 현상롤러상에서)

면적당 토너량 = 0.3 내지 1.0 mg/㎠

< 화상평가 결과(부대전성 토너 기준)>

상기에서 얻어진 토너에 대한 화상 농도에 대한 평가 결과는 하기 표 1과 같 다.

구분	초기	1,000	2,000	3,000	4,000	5,000
실시예 1	○	○	○	○	○	△
비교예 1	○	○	○	○	△	△
비교예 2	○	○	○	○	△	△

상기에서 얻어진 토너에 대한 fog에 대한 평가 결과는 하기 표 2와 같다.

구분	초기	1,000	2,000	3,000	4,000	5,000
실시예 1	○	○	○	○	○	△
비교예 1	○	○	○	○	△	△
비교예 2	○	○	○	△	X	X

상기에서 얻어진 토너에 대한 CR주기 화상오염에 대한 평가 결과는 하기 표 3과 같다.

구분	초기	1,000	2,000	3,000	4,000	5,000
실시예 1	○	○	○	○	○	○
비교예 1	○	△	△	X	X	X
비교예 2	○	○	○	○	○	○

평가 기준

평가 지표 I/D에 대해서 1.3 초과인 경우에는 "○"로, 1.1 내지 1.3인 경우에는 "△"로, 1.1미만인 경우에는 "X"로 평가하였다.

평가 지표 B/G에 대해서 0.14 미만인 경우에는 "○"로, 0.14 내지 0.17인 경우에는 "△"로, 1.7 초과인 경우에는 "X"로 평가하였다.

평가 지표 CR주기 화상오염은 육안에 의한 판정으로 상기 문제 발생이 인식 되지 않으면 "○"로, 심하게 발생하는 경우는 "X"로 평가하였다.

상기 실험 결과에서 알 수 있듯이 소수성 산화티탄 및 멜라민 비즈(폴리머 비즈)를 외첨한 실시예 1에서는 화상 농도, fog발생 및 CR주기 화상오염이 모두 개선되는 효과를 나타냈다. 산화티탄만을 첨가한 비교예 1의 경우에는 특히 매수가 증가될수록 fog발생의 문제보다 CR주기 화상오염이 심각하고, 멜라민 비즈를 첨가한 비교예 2의 경우 CR주기 화상오염이 발생하지 않고, fog발생이 심각한 것으로 보아 산화티탄은 fog발생의 방지에 기여하고, 멜라민 비즈가 CR주기 화상오염을 방지하는 데 기여하는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 현상제는 입자의 크기가 서로 다른 2종의 실리카, 소수성 산화티탄, 및 폴리머 비즈를 외첨제로서 사용함으로써 fog발생을 억제하고, 대전롤러주기 화상오염 발생 문제를 개선하며, 이와 같은 현상제는 다양한 전자사진 화상 형성장치에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (10)

1. 결착 수지, 착색제, 및 대전제어제를 포함하는 토너 입자; 및

   상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 외첨제는

   1차 평균 입자 크기가 20 내지 200㎚ 범위의 대입경 실리카, 1차 평균 입자 크기가 5 내지 20㎚ 범위인 소입경 실리카, 소수성 산화티탄, 및 멜라민계 비즈를 포함하는 전자사진용 현상제.
2. 제1항에 있어서, 상기 대입경 실리카 및 소입경 실리카의 함량이 토너 모입자 100 중량부를 기준으로 하여 각각 0.1 내지 3.0 중량부인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
3. 제1항에 있어서, 상기 소수성 산화티탄의 평균 입자 크기가 10 내지 500nm인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
4. 제3항에 있어서, 상기 소수성 산화티탄의 평균 입자 크기가 10 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
5. 제3항에 있어서, 상기 소수성 산화티탄의 함량이 토너 모입자 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 2.0 중량부인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
6. 제1항에 있어서, 상기 멜라민계 비즈의 평균 입자 크기가 0.1 내지 3㎛인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
7. 제6항에 있어서, 상기 멜라민계 비즈의 함량이 토너 모입자 100 중량부를 기준으로 각각 0.1 내지 2.0 중량부인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
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